در این تحقیق اصلاح الکترود طلا با تک لایه های خود انباشته و نانو ذرات طلا بررسی شد. به این ترتیب که ابتدا تک لایه ی خود انباشته ای از تیول مخلوط شامل 6,1- هگزان دای تیول و 1- اکتان تیول روی سطح بستر طلا ایجاد شد و سپس نانو ذرات طلا روی گروه –sh آزاد 6,1- هگزان دای تیول تثبیت شده اند. رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده تهیه شده طی مراحل مختلف اصلاح توسط روش ولتامتری چرخه ای بررسی شد. آزمایشات نشان داده است که در سطح الکترود اصلاح شده با نانو ذرات طلا, دماغه های اکسیداسیون آسکوربیک اسید و دوپامین بصورت جدا از هم ظاهر شده است که در نتیجه می توان هر کدام از این دو گونه ی بیولوژیکی را در حضور هم اندازه گیری نمود. اندازه گیری آسکوربیک اسید و دوپامین به سه روش ولتامتری با روبش خطی, ولتامتری پالس تفاضلی و ولتامتری موج مربعی انجام گرفت و برای هر سه روش نیز محدوده ی خطی غلظت و حد تشخیص ذکر شده است. اثر سرعت روبش پتانسیل بر فرآیند اکسایش الکتروکاتالیزی آسکوربیک اسید و دوپامین در سطح الکترود طلای اصلاح شده با تک لایه خود انباشته واجد نانو ذرات طلا بررسی شد و ضریب انتشار آسکوربیک اسید ودوپامین تعیین گردید. اثر مزاحمت گلوتاتیون و l- سیستئین بر اندازه گیری آسکوربیک اسید و دوپامین در سطح الکترود طلای اصلاح شده با تک لایه خودانباشته واجد نانو ذرات طلا? نیز مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که مزاحمتی برای اندازه گیری آسکوربیک اسید و دوپامین ایجاد نمی کنند. در بخش بعدی رفتار الکترود خمیر کربن واجد نانو لوله های کربنی چند دیواره اصلاح شده با موز مورد مطالعه قرار گرفت. به این ترتیب که الکترود خمیر کربن با نانو لوله های کربنی چند دیواره و موز اصلاح شد و در هر مرحله اصلاح, رفتار الکتروشیمیایی الکترود توسط ولتامتری چرخه ای مطالعه شد. پس از وارد کردن موز در پیکره ی الکترود خمیر کربن واجد نانو لوله های کربنی, دماغه های اکسایشی و کاهشی ظاهر شد که احتمال می رود مربوط به آنزیم پلی فنول اکسیداز باشد. پارامترهای مختلف مانند درصد نانو لوله های کربنی, درصد موز, تاًثیر ph, تاًثیر حرارت و سرعت روبش پتانسیل روی پاسخ الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده مورد مطالعه قرار گرفت. به منظور مقایسه الکترود اصلاح شده ای با نانو لوله های کربنی و سیب نیز تهیه شد که دماغه های مشابهی مشاهده گردید که می تواند تاًییدی بر این باشد که دماغه ها مربوط به آنزیم پلی فنول اکسیداز می باشد. تکرار پذیری الکترود نیز توسط روبش های متوالی به روش ولتامتری روبش خطی مطالعه شد. همچنین از الکترود خمیر کربن واجد نانو لوله های کربنی اصلاح شده با موز برای اندازه گیری دوپامین استفاده شد و اثر مزاحمت آسکوربیک اسید بر اندازه گیری دوپامین مورد بررسی قرار گرفت.

در این تحقیق، فروسیانید و پتاسیم یدید به عنوان واسطه گر برای الکتروکاتالیز همگن اکسایش گلوتاتیون (gsh) در محلول های آبی، در سطح الکترودهای خمیر کربن و کربن شیشه ای استفاده شدند. رفتار الکتروشیمیائی واسطه گر پتاسیم یدید در محیط آبی با روش های ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری بررسی شد. اکسایش الکتروشیمیایی گلوتاتیون در حضور این واسطه گرها و اثر عوامل مختلف روی اکسایش الکتروکاتالیزی آن بررسی شد. نتایج نشان داد که مقدار ph مناسب برای اکسایش الکتروکاتالیزی گلوتاتیون در حضور فروسیانید و پتاسیم یدید 00/7 = ph می باشد. پتانسیل اضافی برای الکترواکسایش گلوتاتیون در سطح الکترود خمیر کربن و در شرایط بهینه به میزان mv425 کاهش می یابد. جریان دماغه های اکسایش الکتروکاتالیزی گلوتاتیون در حضور این واسطه گرها به طور خطی به غلظت آن وابسته می باشد و نمودارهای معیارگیری آن با روش ولتامتری چرخه ای (cv) در محدوده m3-10×0/1 - m5-10×1/6 از غلظت گلوتاتیون در حضور فروسیانید و در محدوده m3-10×0/1 - m 5-10 ×1/8 از غلظت گلوتاتیون در حضور پتاسیم یدید به دست آمد. حد تشخیص این روش های پیشنهادی (بر مبنای 3 )) با استفاده از cv، m5-10×5/5 در حضور فروسیانید و m 5-10 ×23/6 در حضور پتاسیم یدید به دست آمد. همچنین، بعضی پارامترهای سینتیکی مانند ثابت سرعت واکنش کاتالیزی (k) و ضریب انتشار (d ) گلوتاتیون در محیط های آبی نیز تعیین شدند.

در این کار، به دلیل اهمیت بکارگیری هیدروژن پراکسید در زمینه هایی مثل بیوشیمی، شیمی بالینی، شیمی غذایی و شیمی محیطی، تعیین الکتروشیمیایی آن در اثر دو نوع اکسایش الکتروکاتالیزی، شامل الکتروکاتالیز همگن توسط پتاسیم یدید در سطح الکترود خمیر کربن و الکتروکاتالیز ناهمگن توسط الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پلی(متا- تولوئیدین) واجد نیکل(іі) مورد بررسی قرار گرفت. در روش ناهمگن، ابتدا رفتار الکتروشیمیایی الکترود های خمیر کربن اصلاح شده با پلیمرهای تهیه شده به روش های پتانسیودینامیک، گالوانواستاتیک و پتانسیواستاتیک بررسی شد. سپس، یون های فلز واسطه ی نیکل(іі) با کمک شناورسازی الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پلی (متا- تولوئیدین) در محلول m 0/2 سولفات نیکل، به پیکره ی پلیمر متصل گردید. رفتار الکتروشیمیایی الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پلی(متا- تولوئیدین) واجد نیکل(іі) بعد از پلاریزاسیون آندی، به روش های مختلف الکتروشیمیایی نظیر: ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری با پله ی دوگانه مورد مطالعه قرار گرفت. از فنون ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری جهت بررسی اثر الکتروکاتالیزی این واسطه گرها برای اکسایش الکتروکاتالیزی همگن وناهمگن هیدروژن پراکسید استفاده گردید. نتایج نشان داد که 8/00=ph بهترین ph برای اکسایش همگن هیدروژن پراکسید در حضور پتاسیم یدید می باشد. اکسایش الکتروکاتالیزی ناهمگن هیدروژن پراکسید در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پلی(متا- تولوئیدین) واجد نیکل(іі) در محیط قلیایی انجام می شود. جریان دماغه های اکسایش الکتروکاتالیزی در هر دو روش، بطور خطی به غلظت هیدروژن پراکسید وابسته است. محدوده ی خطی مشاهده شده برای روش همگن m 1/00×10^-5 –m 1/00×10^-3 و برای روش ناهمگن در دو محدوده ی غلظتی m 8/00×10^-6 - m 1/00×10^-4 و m 1/00×10^-4 - m 2/00×10^-2 می باشد. همچنین، کمترین حدتشخیص (σ3) برای روش همگن m 5/61×10^-6 و ناهمگن به ترتیب m 6/50×10^-6 و m 2/20×10^-5 در دو محدوده ی غلظتی تعیین شده اند. در نهایت، این روشها بعنوان روشهای گزینشی، ساده و دقیق برای اندازه گیری هیدروژن پراکسید در نمونه های حقیقی مختلف بکار رفته اند.

در این کار تحقیقاتی، دو نوع از الکترودهای اصلاح شده پلیمری و الکترودهای اصلاح شده زئولیتی مورد مطالعه قرار گرفته و از آنها برای اهداف الکتروکاتالیزی استفاده شد. در ابتدا با استفاده از الکترود خمیر کربن واجد منومر ارتو-آمینوفنل به روش ولتامتری چرخه ای، الکترودی واجد پلی(ارتو-آمینوفنل) تهیه گردید. با شناور نمودن این الکترود در محلولی از نیکل نیترات، یونهای نیکل(ii) بر اساس برهمکنش کئوردینانسی با گروههای آمین موجود در پلیمر، در ساختار پلیمر توزیع شدند. در ادامه ضمن بررسی رفتار الکتروشیمیایی این الکترود پلیمری واجد نیکل در محیط بازی، از آن برای الکتروکاتالیز فرایند اکسایش چند کربوهیدرات و همچنین متانل استفاده گردید. در بخش بعدی، الکتروپلیمریزاسیون در سطح الکترود خمیر کربن ساده و در محلول اسیدی واجد منومر و سدیم دودسیل سولفات (sds) به عنوان یک سورفاکتانت آنیونی انجام شد. حضور sds در محلول نه تنها موجب تسریع فرایند الکتروپلیمریزاسیون می شود، بلکه پلیمر تهیه شده در حضور sds دارای ویژگیهای جالب توجهی نظیر هدایت الکتریکی و سطح موثر بیشتر نسبت به پلیمر تهیه شده در شرایط برابر اما در غیاب sds می باشد. در ادامه از پلیمر تهیه شده در حضور sds برای وارد کردن یونهای نیکل(ii) در پیکره پلیمری و اهداف الکتروکاتالیزی استفاده گردید. نتایج حاکی از برتری چشمگیر پلیمر تهیه شده در حضور sds نسبت به پلیمر تهیه شده در غیاب sds برای الکتروکاتالیز فرایند اکسایش متانل و کربوهیدراتها میباشد. همچنین یونهای نیکل(ii) از طریق مبادله کاتیون، وارد ساختار زئولیت nayگردید و زئولیت niy حاصل برای تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده بکار رفت. در ادامه ضمن بررسی رفتار الکترود اصلاح شده با زئولیت واجد نیکل(ii)، از آن برای الکتروکاتالیز فرایند اکسایش متانل در محیط بازی استفاده شد. سپس ترکیب میان حفره 41mcm- سنتز شد و سطح داخلی حفرات آن با استفاده از روشهای شیمیایی موجود در مقالات آمین دار گردید. همچنین از طیف بینی پراش اشعه x، xrd، برای تأیید ساختار این ترکیب استفاده شد. الکترود خمیر کربن واجد41mcm- آمین دار در محیط اسیدی توانایی زیادی در پیش تغلیظ آنیونهایی نظیر فری سیانید را دارد که علت آن برهمکنشهای الکترواستاتیک با گروههای آمینی پروتونه شده می باشد. پس از مطالعه عوامل موثر بر مقدار فری سیانید پیش تغلیظ شده، از الکترود خمیر کربن اصلاح شده با 41mcm- آمین دار برای اندازه گیری ولتامتری فری سیانید در محلول آبی استفاده گردید. در پایان ضمن بررسی رفتار الکتروشیمیایی فری سیانید دوپه شده در داخل 41mcm- آمین دار، قابلیت این الکترود در الکتروکاتالیز فرایند احیای هیدروژن پراکسید مطالعه شد.

بخش اول این کار مربوط به تهیه و مطالعه الکترود خمیر کربن اصلاح شده با فیلم پلی (n - متیل آنیلین) در حضور و غیاب sds می باشد. نتایج نشان دادند که رشد پلیمر در حضور sds بیشتر می باشد. همچنین تأثیر عوامل مختلف از جمله ph، غلظت sds و سرعت روبش پتانسیل بر رفتار الکتروشیمیایی فیلم پلی (n - متیل آنیلین) تهیه شده، بررسی شد. نظر به اهمیت تعیین نیتریت در فرآورده های صنعتی، کشاورزی و غذایی، مطالعات ولتامتری چرخه ای نیتریت در محیط اسیدی در سطح این الکترود اصلاح شده انجام گرفت. در بخش دیگر، یون های فلزی کبالت با شناورسازی الکترود اصلاح شده با فیلم پلی (n - متیل آنیلین) تهیه شده در حضور sds، در محلول کبالت کلرید به پیکره پلیمر متصل شدند. مطالعات نشان داد که میزان یون های کبالت تثبیت شده در سطح الکترود اصلاح شده با پلی (n - متیل آنیلین) تهیه شده در حضور sds از الکترود خمیر کربن تنها و الکترود اصلاح شده با پلی (n - متیل آنیلین) فاقد sdsبیشتر می باشد که دلیل اصلی این امر را می توان به وجود مقادیر اضافی sds در سطح الکترود اصلاح شده با فیلم پلیمری مربوط دانست. سپس رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده با فیلم پلی (n - متیل آنیلین) تهیه شده در حضور sds دارای یون های کبالت به کمک روش های الکتروشیمیایی نظیر ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری مورد بررسی قرار گرفت. از این الکترود اصلاح شده به منظور بررسی و اندازه گیری الکتروکاتالیزی هیدروژن پراکسید استفاده گردید. همچنین، الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پلی (n - متیل آنیلین) دارای پلاتین تهیه و برای اکسایش متانل در محیط اسیدی استفاده شد. نتایج حاصل نشان دادند که الکترود اصلاح شده پلیمری بستر مناسبی برای تثبیت ذرات پلاتین می باشد. تأثیر عوامل مختلف نظیر مقدار پلاتین، ضخامت فیلم پلیمری و غلظت متانل نیز بررسی شدند. در بخش دیگری از کار، الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پلی (ایزونیکوتینیک اسید) در حضور و غیاب sds تهیه شد. سپس یون های فلزی نیکل و کبالت با درصدهای متفاوت با شناورسازی الکترود اصلاح شده پلیمری در محلول نیکل کلرید و کبالت کلرید به پیکره پلیمر متصل شدند و رفتار الکتروشیمیایی الکترودهای اصلاح شده پلیمری فوق مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین نظر به اهمیت تعیین گلوکز در نمونه های بیولوژی و صنعتی، مطالعات ولتامتری چرخه ای جهت تعیین گلوکز در محیط قلیایی در سطح این الکترود های اصلاح شده، انجام گرفت. در بخش دیگری از این تحقیق، اصلاح الکترود خمیر کربن با لایه نازکی از مس هگزاسیانوفرات انجام شد. این الکترود اصلاح شده با بکارگیری روش ولتامتری چرخه ای متوالی در محلولی از مس نیترات، پتاسیم فری سیانید و پتاسیم نیترات تهیه شد. تأثیر نوع کاتیون و آنیون های الکترولیت حامل بر ویژگی های الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. همچنین احیای الکتروکاتالیزی نیتریت در سطح الکترودخمیر کربن اصلاح شده با مس هگزاسیانوفرات به کمک روش های ولتامتری چرخه ای، ولتامتری پالس تفاضلی و کرونوآمپرومتری تبیین گردید. در قسمت دیگر، اصلاح الکترود خمیر کربن با لایه نازکی از کبالت هگزاسیانوفرات انجام شد و رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده به روش ولتامتری چرخه ای مورد بررسی قرار گرفت. تأثیر الکترولیت های حامل مختلف نیز بر رفتار الکتروشیمیایی الکترود خمیر کربن اصلاح شده با کبالت هگزاسیانوفرات بررسی شد. سپس ترسیب ذرات پلاتین در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با کبالت هگزاسیانوفرات با اعمال چرخه های متوالی پتانسیل، صورت گرفت. در پایان نیز اکسایش متانل در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با کبالت هگزاسیانوفرات دارای پلاتین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که حضور فیلم کبالت هگزاسیانوفرات سبب افزایش کارائی ذرات پلاتین ترسیب شده برای اکسایش متانل می شود. در بخش آخر نیز اصلاح الکترود خمیر کربن با نیکل هگزاسیانوفرات مورد بررسی قرار گرفته و رفتار الکتروشیمیایی آن مطالعه گردید. این الکترود اصلاح شده برای اکسایش الکتروکاتالیزی غلظت های بالای هیدروژن پراکسید استفاده شد.

بخش اول این کار مربوط به تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده با فیلم پلی (4- آمینواستانیلید) (ppaa/cpe) می باشد. برای این منظور از الکتروپلیمریزاسیون با روش های مختلف در محلول ppaa m 01/0 واجد سولفوریک اسید m 0/1 در سطح cpe استفاده گردید. رفتار الکتروشیمیایی پلیمر تهیه شده به روش های مختلف پتانسیودینامیک، گالوانواستاتیک و پتانسیواستاتیک در محلول سولفوریک اسید m 0/1 فاقد منومر به کمک روش ولتامتری چرخه ای بررسی شد که از بین آنها، روش پتانسیودینامیک به عنوان مناسب ترین روش برای تهیه این پلیمر در سطح الکترود خمیر کربن انتخاب گردید. سپس تا?ثیر عوامل مختلف از جمله ph و سرعت روبش پتانسیل بر رفتار الکتروشیمیایی ppaa/cpe مورد بررسی قرار گرفت. نظر به اهمیت تعیین نیتریت در فرآورده های صنعتی، کشاورزی و غذایی، مطالعات ولتامتری چرخه ای نیتریت در محیط اسیدی در سطح این الکترود اصلاح شده انجام شد. مقدار ثابت سرعت واکنش شیمیایی مو?خر (k) برای الکتروکاهش نیتریت در سطح الکترود اصلاح شده، با استفاده از روش کرونوآمپرومتری، 1- s1- mol 3cm 104 × 4/8 محاسبه شد. از شدت جریان کاهش الکتروکاتالیزی نیتریت در سطح ppaa/cpe به عنوان علامت تجزیه ای جهت تعیین غلظت نیتریت به روش ولتامتری استفاده گردید که پاسخ روش در محدوده غلظتی m 4-10 × 5 تا m 2- 10 × 5/2 از نیتریت خطی شد و حد تشخیص روش، m 4-10 × 5/4 محاسبه گردید. در بخش دوم، ابتدا الکترود ppaa/cpe واجد سدیم دودسیل سولفات (sds) با بکارگیری محلول منومر دارای sds mm 10 مربوط به محیط الکتروپلیمریزاسیون تهیه گردید (sds-ppaa/cpe). سپس یون های نیکل (ii) از طریق، شناورسازی ppaa/cpe و sds-ppaa/cpe در محلول نیکل کلرید m 1/0 به مدت 2 دقیقه به پیکره پلیمر متصل شدند. نظر به اهمیت استفاده از اتیلن گلیکول (eg) به عنوان سوخت در پیل های سوختی، از ni/ppaa/cpe و ni/sds-ppaa/cpe برای اکسایش اتیلن گلیکول در محیط قلیایی استفاده شد و نتایج حاصل نشان دادند کهni/sds-ppaa/cpe دانسیته جریان بیشتری نسبت به ni/ppaa/cpe دارد. اثر سرعت روبش پتانسیل و غلظت eg بر رفتار الکتروشیمیایی این ترکیب در سطح ni/sds-ppaa/cpe بررسی شد. همچنین، مقدار (k) برای الکترواکسایش اتیلن گلیکول در سطح این الکترود اصلاح شده با استفاده از روش کرونوآمپرومتری، 1- s1- mol 3cm 104 × 1/1 تعیین گردید.

در این کار، ساخت الکترودهای اصلاح شده با پلی (اورتو- آمینودی فنیل آمین) واجد ذرات نیکل و مس مورد مطالعه قرار گرفت و از آنها برای اهداف الکتروکاتالیزی استفاده شد. در ابتدا، پلیمر با روشهای پتانسیودینامیک، پتانسیواستاتیک و گالوانواستاتیک در سطح الکترود خمیر کربن تهیه گردید و در نهایت روش پتانسیودینامیک به عنوان روش مناسب تر انتخاب شد. با شناور نمودن الکترود اصلاح شده پلیمری در محلول نیکل کلرید، یونهای نیکل بر اساس برهمکنش کوئوردینانسی با گروه های آمین موجود در پلیمر، در ساختار آن توزیع شدند و در ادامه رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده پلیمری واجد نیکل در محیط قلیایی بررسی شد. سپس الکتروکاتالیز فرایند اکسایش متانول و فرمالدهید در سطح آن با استفاده از روشهای ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری با پله پتانسیل دوگانه مورد بررسی قرار گرفت. در بخش بعدی، با قرار دادن الکترود اصلاح شده پلیمری در محلول اسیدی حاوی یونهای مس و با استفاده از روش پتانسیواستاتیک، ذرات مس در پیکره الکترود اصلاح شده پلیمری وارد گردید. در ادامه ضمن بررسی رفتار الکترو شیمیایی الکترود اصلاح شده پلیمری واجد مس، از آن برای الکتروکاتالیز فرایند اکسایش متانول و فرمالدهید استفاده شد. همچنین اثر پارامترهای مختلفی نظیر غلظت گونه آزمایشی مورد نظر، سرعت روبش پتانسیل و میزان بارگذاری مس بر فرآیند اکسایش ترکیبات مذکور مورد بررسی قرار گرفت.

در تحقیق حاضر، الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با نیکل/ پلی ـ 6ـ آمینو متا کروزول، خمیر کربن اصلاح شده با پلاتین / پلی ـ 6ـ آمینو متاکروزول، پلاتین اصلاح شده با نیکل / پلی ـ 6ـ آمینو متا کروزول و پلاتین اصلاح شده با پلاتین / پلی ـ 6ـ آمینو متاکروزول بطور جداگانه برای الکتروکاتالیز اکسایش متانول و فرمالدهید تهیه گردیدند. در همه این الکترودها ، ابتدا پلیمر 6ـ آمینو متاکروزول تحت شرایط بهینه در سطح الکترودهای خمیرکربن و پلاتین تثبیت شد. برای این کار، الکترود مورد نظر در محلول 6ـ آمینو متاکروزول قرار گرفت و به وسیله ولتامتری چرخه ای در سطح الکترود پلیمریزه گردید. برای تهیه الکترودهای پلیمری اصلاح شده با نیکل، الکترودی که بر سطح آن پلیمر تثبیت شده بود را در محلول کلرید نیکل m 0/1 قرار داده تا یون های نیکل در پیکره پلیمر وارد شوند. برای تهیه الکترودهای اصلاح شده با ذرات پلاتین، الکترودی که بر سطح آن پلیمر تثبیت شده بود را در محلول هگزا کلروپلاتینیک اسید mm 0/1 قرار داده و به وسیله ولتامتری چرخه ای ذرات پلاتین در پیکره پلیمر وارد شدند. با توجه به اهمیتی که متانول و فرمالدهید در صنعت مخصوصاً به عنوان سوخت در پیل های سوختی دارند، فرآیند الکترواکسایش آنها در سطح الکترودهای اصلاح شده مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی های ولتامتری و کرونوآمپرومتری نشان داد که این الکترودهای اصلاح شده به خوبی اکسایش متانول و فرمالدهید را کاتالیز می کنند. اثر سرعت روبش پتانسیل و تغییرات غلظت متانول و فرمالدهید بر رفتار الکتروکاتالیزی این الکترودهای اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین به وسیله کرونوآمپرومتری ، پارامترهای سینتیکی شامل ثابت سرعت واکنش شیمیایی (k) و ضریب انتشار (d) برای فرآیند اکسایش این دو ترکیب در سطح الکترودهای ذکر شده محاسبه شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که الکترود پلاتین اصلاح شده با پلاتین / پلی ـ6ـ آمینو متاکروزول ، حائز بهترین پاسخ الکتروکاتالیزی به اکسایش متانول و فرمالدهید می باشد. در این الکترود، برای الکتروکاتالیز اکسایش متانول و فرمالدهید، k به ترتیب 106 × 43/1 و 1- s 1-mol 3 cm 105 × 28/7 و d به ترتیب 4-10× 16/5 و 1-s 2cm 4-10 × 95/3 محاسبه شد.

الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با فروسن کربوکسیلیک اسید، 1-[4-فروسنیل اتینیل فنیل] -1- اتانون، 2-7- بیس (فروسنیل اتیل)- فلورن -9- ان و فروسن ساخته شد و رفتار الکتروشیمیایی آنها در محیط آبی به روش های ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری با پله پتانسیل دوگانه مورد مطالعه قرار گرفت. سپس واکنش اکسایش کاتالیزی d-پنی سیلامین در سطح الکترودهای اصلاح شده بررسی گردید. همچنین ثابت سرعت واکنش کاتالیزی (k) و ضریب انتشار (d) d-پنی سیلامین در محیط های آبی با استفاده از روش های الکتروشیمیایی مختلف تعیین شدند. در نهایت، از جریان دماغه اکسایش الکتروکاتالیزی d-پنی سیلامین برای تعیین محدوده خطی غلظتی و حد تشخیص در اندازه گیری ولتامتری آن به روش های ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی در سطح هر یک از این الکترودهای اصلاح شده استفاده شد. رفتار الکتروشیمیایی 4-کلروکاتکول و 2?1- نفتوکینون -4- سولفونیک اسید به عنوان واسطه گر ردوکس برای الکترواکسایش همگن و ناهمگن ترکیبات گوگرددار نظیر l- سیستئین، d-پنی سیلامین? گلوتاتیون? سیستامین و n- استیل – l- سیستئین در محلول های آبی در سطح الکترودهای طلا? کربن شیشه ای? کربن شیشه ای اصلاح شده با نانولوله های کربنی و کربن شیشه ای اصلاح شده با چندسازه پلی پیریدین دی کربوکسیلیک اسید و نانوذرات طلا مورد مطالعه قرار گرفت. اثر پارامترهای مختلف برای دستیابی به بهترین پاسخ تجزیه ای بررسی شد و مشاهده گردید که ترکیبات گوگرددار به عنوان یک هسته دوست در واکنش افزایشی 4?1 مایکل با کینون شرکت کرده و منجر به افزایش جریان آندی شده و در نهایت از افزایش این جریان به عنوان علامت تجزیه ای برای اندازه گیری ولتامتری آنها استفاده گردید. همچنین اثر مزاحمت های برخی از اسیدهای آمینه و ترکیبات بیولوژیکی در اندازه گیری ولتامتری ترکیبات گوکرددار مورد بررسی قرار گرفت و نشان داده شد که فقط ترکیبات سولفیدریلی در چارچوب مکانیسمece وارد واکنش می شوند. اکسایش الکتروشیمیایی مستقیم و با واسطه آنزیم اکسیداز ترب کوهی و هموگلوبین گیاهی غیرهم زی چغندر قند از نوع دسته ii در سطح الکترودهای کربن چاپی معمولی و چاپی اصلاح شده با نانولوله های کربنی تک دیواره و چند دیواره در سیستم جاری مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بر اساس مقایسه پارامترهای سینتیکی آنزیم در سطح الکترودهای مذکور حاصل می گردد. نتایج نشان دادند که واکنش انتقال الکترون بین آنزیم و الکترود کربن چاپی معمولی کندتر از آنزیم و الکترود کربن چاپی اصلاح شده با نانولوله های کربنی است. در نهایت اندازه گیری آمپرومتری هیدروژن پراکساید و ترکیبات فنلی در سطح این زیست حسگرها مورد مطالعه قرار گرفته و نشان داده شد که پارامترهای تجزیه ای در سطح زیست حسگرهای اصلاح شده با نانولوله های کربنی به علت دارا بودن سطح هادی تر و بزرگتر بهبود می یابند.

در این تحقیق از ماده رنگی سبز متیل به عنوان نشانگر الکتروفعال شیمیائی جهت تشخیص پدیده دورگه شدن dna استفاده شد. الکترود کار خمیر کربن در مخلوطی از بافر استاتm 5/0 با 8/4 ph = و m nacl 0/1 ، با اعمال پتانسیلv 8/1 نسبت به (hg2cl2/hg) sce، به مدت 5 دقیقه فعال سازی شد و سپس نوکلئیک اسید تک رشته (کاوشگر) بر روی آن تثبیت شد و بدین ترتیب زیست حسگر الکتروشیمیایی dna تهیه گردید. پس از آن نشانگر الکتروفعال بر روی الکترود انباشته شد و در نهایت علامت تجزیه ای سبز متیل با روش الکتروشیمیائی ولتامتری موج مربعی آشکارسازی شد. پارامتر های آزمایشی نظیر نوع الکترولیت حامل در مرحله پیش تغلیظ و مرحله گرفتن علامت ولتامتری موج مربعی، غلظت الکترولیت حامل در پیش تغلیظ نشانگر و غیره بهینه شدند. پس از فعال سازی الکترود و تثبیت کاوشکر بر روی الکترود، نوکلئیک اسید با توالی هدف مکمل بر سطح الکترود تثبیت شد و سپس نشانگر الکتروفعال سبز متیل بر روی الکترود انباشته و علامت تجزیه ای آن با روش ولتامتری موج مربعی آشکارسازی شد و در نهایت علامت نشانگر قبل و بعد از دورگه شدن dna بر الکترود خمیر کربن مقایسه شد. در مرحله بعد برای مطالعه انتخاب پذیری زیست حسگر الکتروشیمیایی تهیه شده به dna هدف، تعدادی از توالی هایdna غیر مکمل به کار گرفته شد. پس از فعال سازی الکترود و تثبیت کاوشکر بر روی آن، نوکلئیک اسید با توالی هدف مکمل و توالی های غیر مکمل بر سطح الکترود انباشته و علامت تجزیه ای سبز متیل با روش الکتروشیمیائی آشکارسازی شد و در نهایت علامت نشانگر قبل و بعد از دورگه شدن dna با توالی هدف مکمل و توالی های غیر مکمل در الکترود بررسی شد و دریافته شد که به واسطه دورگه شدن ضعیف dna با توالی های غیر مکمل، علامت نشانگر پس از دورگه شدن کاهش چشم گیری نشان نداد، در حالیکه این کاهش بعد از دورگه شدن قوی dna با توالی هدف مکمل، قابل ملاحظه بود. بنابر این زیست حسگر الکترو شیمیایی تهیه شده، انتخاب پذیری خوبی به dna هدف نسبت به توالی های dna غیر مکمل نشان داد.در قسمت بعدی این کار، الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات طلا تهیه و برای مطالعه پدیده دورگه سازی dna به کار رفت. در این مطالعه، ولتامتری پالس تفاضلی به عنوان یک روش ساده و سریع الکتروشیمیائی به کار گرفته شد. حد تشخیص کاوشگر تثبیت شده بر سطح الکترود خمیر کربن اصلاح نشده و خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات طلا به ترتیب 135/0 وnm 051/0 محاسبه شد.

در بخش نخست این کار تحقیقاتی، الکترود خمیر کربن اصلاح شده با zsm-5، بمنظور جمع آوری یونهای نیکل (ii) در سطح آن، تهیه گردید که ابتدا یونهای نیکل (ii) از طریق مبادله کاتیون، وارد پیکره زئولیت zsm-5 گردید و زئولیت nizsm-5 حاصل برای تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده بکار رفت. اثر پارامترهایی نظیر مقدار نیکل (ii) جمع آوری شده و ترکیب خمیر کربن بر رفتار الکتروشیمیایی الکترود خمیر کربن اصلاح شده با nizsm-5 مورد مطالعه قرار گرفت. بررسی رفتار الکتروشیمیایی محلول آبی واجد متانول به روش های مختلف الکتروشیمی تجزیه ای نشان می دهد الکتروکاتالیز اکسایش متانول در سطح این الکترود صورت می گیردو پتانسیل اکسایش متانول در سطح این الکترود اصلاح شده از پشت دیواره اکسیداسیون حلال حدود 520 میلی ولت به سمت پتانسیلهای کم مثبت تر جابجا می شود.همچنین،تاثیر عوامل گوناگون مانند سرعت روبش پتانسیل و غلظت متانول بر الکتروکاتالیز فرایند اکسایش متانول در محیط بازی در سطح این الکترود اصلاح شده زئولیتی بررسی شد. در بخش بعدی رفتار الکتروشیمیایی محلول بازی فرمالدهید در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با nizsm-5 با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای و کرنوآمپرومتری مطالعه شد. نتایج نشان می دهد که اکسایش الکتروشیمیایی فرمالدهید در سطح این الکترود اصلاح شده زئولیتی کاتالیز می گردد و پتانسیل اکسایش آن حدود 640 میلی ولت به سمت پتاسیل های کم مثبت تر جابجا می شود. تاثیر عوامل گوناگون از جمله سرعت روبش پتانسیل و غلظت فرمالدهید بر جریان و دماغه الکترواکسایش فرمالدهید نیز، مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین برخی کمیت های سینیتیکی مانند ثابت سرعت استاندارد واکنش شیمیایی بین مراکز ردوکس در سطح الکترود اصلاح شده زئولیتی و فرمالدهید، ضریب انتقال الکترون زوج ردوکس موجود در سطح الکترود اصلاح شده و میزان پوشش سطحی الکترود اصلاح شده نیز محاسبه گردید. نتایج نشان می دهند که نیکل قرار گرفته در پیکره zsm-5 به عنوان یک الکتروکاتالیست موثر برای الکترواکسایش متانول و فرمالدهید در محیط قلیایی عمل می کند.

مطالعات انجام گرفته در این پروژه تحقیقاتی به اصلاح سطوح الکترودی با انواع چندسازه ها و نانوساختارهای دوفلزی اختصاص دارد. در این راستا سطح الکترود طلا با تک لایه خودسامان (sam) دودکان تیول اصلاح گردید و امکان طراحی یک الکترود قابل کلیدزنی بوسیله جذب/واجذب ترکیب آروماتیکی مدل آنتراسن در داخل پیکره sam بررسی شد. روش جدیدی برای تهیه نانوذرات دوفلزی طلا-پلاتین pt)@ (auارائه شد که شامل دانه گذاری هسته نانوذرات طلا (n-au)بر سطح الکترود طلای اصلاح شده با sam و سپس جذب و احیا ی الکتروشیمیایی پوسته pt می باشد. قابلیت الکتروکاتالیزوری این الکترود اصلاح شده برای واکنش رهاسازی هیدروژن به روشهای مختلف الکتروشیمیائی مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین الکترود طلای اصلاح شده با sam واجد نانوذرات طلا تهیه و برای اندازه گیری ولتامتری دو ترکیب بیولوژیکی دوپامین و اسکوربیک اسید در حضور یکدیگر به کار گرفته شد. در بخش دوم، تهیه گالوانواستاتیک نانواسفنج مس (cu) در سطح الکترود مس مطالعه شد، همچنین نانواسفنج مس/پلاتین (pt/cu) با استفاده از واکنش جابجایی گالوانی لایه سطحی اسفنج مس با k2ptcl6 تهیه شد. پس از بهینه سازی زمان ترسیب اسفنج cu و زمان واکنش جابجایی گالوانی نانواسفنج pt باcu، الکترود مس اصلاح شده با نانواسفنج pt/cu تهیه و برای الکتروکاتالیز واکنش رهاسازی هیدروژن مورد استفاده قرار گرفت. فیلم نانومتخلخل pt/cu با ترسیب پتانسیواستاتیکی فیلم زبر cu و به دنبال آن واکنش جابجایی گالوانی فیلم cu با k2ptcl6 در سطح الکترود طلا نیز ترسیب شد و پس از بهینه سازی پتانسیل ترسیب فیلم cu و زمان واکنش جابجایی گالوانی cu با pt، الکترود طلای اصلاح شده با فیلم نانومتخلخل pt/cu برای الکتروکاتالیز واکنش اکسایش متانول بکار گرفته شد. همچنین نانورشته های دوفلزی (رتنیوم/پلاتین) pt/ru با روش احیای پتانسیواستاتیک از الکترولیت اسیدی واجد سورفاکتانت سدیم دودسیل سولفات (sds) در سطح الکترود طلا ترسیب شد. پس از بهینه سازی نسبت مولی pt/ru، زمان ترسیب و غلظت سورفاکتانت، الکترود طلای اصلاح شده با نانورشته های pt/ru تهیه و برای الکتروکاتالیز واکنش اکسایش متانول بکار گرفته شد. در مطالعات بعدی، پیکره های جاذب یون برای تهیه نانوذرات تک فلزی و دوفلزی بکار گرفته شدند. فیلم پلی (8-هیدروکسی کینولین) با روش ولتامتری چرخه ای در سطح الکترود کربن شیشه ای ترسیب شد. سپس کاتیون cu2+ در سطح الکترود اصلاح شده با پلیمر، پیش تغلیظ و نانو ذرات cu با روش پتانسیواستاتیک ترسیب شدند. بدنبال آن نانو ذرات دوفلزی مس-پلاتین (cu@pt) از طریق واکنش جابجایی گالوانی cu با k2ptcl6 تهیه گردیدند. پس از بهینه سازی ضخامت فیلم پلیمری و زمان واکنش جابجایی گالوانی، الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با پلی (8- هیدروکسی کینولین) واجد نانو ذرات pt@cu تهیه و برای الکتروکاتالیز واکنش رهاسازی هیدروژن بکار گرفته شد. همچنین الکترود کربن شیشه ای با فیلم نازکی از پارا ایزوپروپیل کالیکس-6- آرن اصلاح شد. کاتیون ag+ در سطح الکترود اصلاح شده با فیلم کالیکس-6-آرن جذب و نانو ذرات نقره با روش پتانسیواستاتیک تهیه و ترسیب گردیدند. سپس به منظور افزایش فعالیت الکتروشیمیایی الکترود شیشه ای اصلاح شده، فیلم کالیکس-6-آرن با شناور سازی الکترود در حلال تترا هیدروفوران از سطح آن حذف گردید. پس از بهینه سازی شرایط تهیه، الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانو ذرات نقره تهیه و برای الکتروکاتالیز واکنش کاهش هیدروژن پراکسید بکار گرفته شد.

فیلم نازکی از پلی (l ـ متیونین) با روش ولتامتری چرخه ای بر سطح الکترود کربن شیشه ای تثبیت شد که به این ترتیب الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با پلی (l ـ متیونین) (pmt/gce) ساخته شد. یون های طلا از طریق پیوند با گروههای sh پلیمر جذب پیکره پلیمری شدند، با اعمال پتانسیل v23/0 به pmt/gce شناور در محلول واجد یون های (?)au، طلای فلزی بصورت نانوذرات طلا در سطح الکترود تثبیت شد (nano-au/pmt/gce). رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده، طی مراحل مختلف اصلاح، توسط روش ولتامتری چرخه ای بررسی شد. همچنین رفتار الکتروشیمیایی اوریک اسید و دوپامین در سطح الکترود gc برهنه، الکترودgc اصلاح شده با پلی (l ـ متیونین) و الکترود gc اصلاح شده با پلی (l ـ متیونین) واجد نانوذرات طلا مورد مقایسه قرار گرفت و اثر سرعت روبش پتانسیل و ph بر فرایند اکسایش الکتروکاتالیزی اوریک اسید و دوپامین در سطح nano-au/pmt/gce نیز بررسی شد. نتایج نشان داد که در سطح الکترود اصلاح شده با پلی (l ـ متیونین) واجد نانوذرات طلا (nano-au/pmt/gce) دماغه های اکسایش اوریک اسید و دوپامین بصورت جدا از هم ظاهر می شوند که در نتیجه می توان هر کدام از این دو گونه ی بیولوژیکی را در حضور هم اندازه گیری نمود. اندازه گیری اوریک اسید و دوپامین به روش ولتامتری پالس تفاضلی انجام گرفت و محدوده خطی غلظت و حد تشخیص روش تعیین شد. تغییرات شدت جریان دماغه در محدوده غلظتی mµ 05/0 تا mµ 0/1 از دوپامین و mµ 25/0 تاm µ 0/1 از اوریک اسید خطی بوده و حد تشخیص روش به ترتیب برای دوپامین و اوریک اسید برابر با m 8- 10 × 7/3 و m8-10×5/4 بدست آمد. در بخش دوم این کار، کاربرد الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با پلی (l ـ متیونین) واجد نانوذرات طلا برای اندازه گیری همزمان سه ترکیب مهم بیولوژیکی اپی نفرین، اوریک اسید و ملاتونین مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا رفتار الکتروشیمیایی اپی نفرین، اوریک اسید و ملاتونین برروی سه الکترود gc برهنه، الکترود gcاصلاح شده با پلی (l ـ متیونین) و الکترود gc اصلاح شده با (l ـ متیونین) واجد نانوذرات طلا مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت و اثر سرعت روبش پتانسیل بر فرایند اکسایش الکتروکاتالیزی اپی نفرین، اوریک اسید و ملاتونین در سطح الکترود اصلاح شده با پلی (l ـ متیونین) واجد نانوذرات طلا بررسی و تاثیر الکتروکاتالیزی برای هر سه ترکیب مشاهده شد. نتایج نشان داد که در سطح الکترود اصلاح شده با پلی (l ـ متیونین) واجد نانوذرات طلا دماغه های اکسایش اپی نفرین، اوریک اسید و ملاتونین به صورت جدا ازهم ظاهر می شوند. اندازه گیری این سه ترکیب با روش ولتامتری پالس تفاضلی انجام گرفت و محدوده خطی غلظت و حد تشخیص روش تعیین شد. تغییرات شدت جریان دماغه در محدوده غلظتm µ 08/0 تا mµ 0/10 از اپی نفرین، mµ 1/0 تا mµ 0/18 از اوریک اسید و mµ 3/0 تاm µ 5/10 از ملاتونین خطی بوده و حد تشخیص روش به ترتیب m 8-10×8/5 و m 8-10×0/8 و m 7-10×0/1 برای اپی نفرین ، اوریک اسید و ملاتونین بدست آمد.

چکیده در این کار تحقیقاتی، با توجه به قابلیت های الکترود های بر پایه خمیر کربن حاوی نانو لوله های کربنی، تصمیم گرفته شد پلی (اورتو- تولوئیدین) و پلی (متا- تولوئیدین) را از طریق الکتروپلیمریزاسیون بر روی الکترود خمیر کربن حاوی نانو لوله های کربنی در حضور تریتون x-100 (tx-100) با سه روش پتانسیودینامیک، پتانسیواستاتیک و گالوانواستاتیک تثبیت و الکترود های خمیر کربن حاوی نانو لوله های کربنی اصلاح شده پلیمری تهیه کرد، که از بین آنها، روش پتانسیودینامیک به عنوان مناسب ترین روش برای تهیه پلیمر انتخاب گردید. با توجه به اهمیت حضور سورفکتانت در مرحله الکترو پلیمریزاسیون برای ساخت الکترود های خمیر کربن حاوی نانو لوله های کربنی اصلاح شده پلیمری، از tx-100 در مرحله الکترو پلیمریزاسیون اورتو- تولوئیدین و متا- تولوئیدین استفاده شد. همینطور با توجه به قابلیت کمپلکس شدن برخی کاتیون های عناصر واسطه توسط اورتو- تولوئیدین و پلی (متا- تولوئیدین) موجود بر سطح الکترود اصلاح شده، یون های نیکل از طریق، شناورسازی pmt/mcntpe, pot/mcntpe pot( tx-100)/mcntpe و pmt( tx-100)/mcntpe در محلول نیکل سولفات m 1/0 به مدت 7 دقیقه، به پیکره پلیمر متصل گردید. نظر به اهمیت استفاده از فرمالدئید در پیل های سوختی، قابلیت الکتروکاتالیزی الکترود پلیمری حاوی نیکل در فرایند الکتروکاتالیز فرمالدئید به روش ولتامتری چرخه ای و کرنو آمپرومتری با پله پتانسیل دوگانه بررسی شد. در نهایت برای رسیدن به یک مقدار بالا از شدت جریان و به عبارت دیگر یک الکتروکاتالیز خوب برای اکسایش الکتروشیمیایی فرمالدئید در سطح الکترود اصلاح شده، تعدادی از عوامل موثر درفرآیند الکتروکاتالیز از قبیل تعداد چرخه ها در ولتامتری چرخه ای، غلظت مونومر، غلظت سورفکتانت، غلظت نیکل و مدت زمان لازم برای تثبیت الکتروشیمیایی نیکل بر روی پلیمر بهینه گردید. نتایج حاصل نشان دادند که ni(oh)2/pot(tx-100)/mcntpe و ni(oh)2/pmt(tx-100)/mcntpe دانسیته جریانی در حدود 44/7 و 6/8 برابربیشتری نسبت به ni(oh)2/pot/mcntpe و ni(oh)2/pmt/mcntpe آن دارد. همچنین مقدار k برای الکترواکسایش فرمالدئید در سطح ni/pot(tx-100)/mcntpe وni/pmt(tx-100)/mcntpe با استفاده از روش کرنوآمپرومتری به ترتیب 105×10/1 وcm3 mol-1 s-1 104×04/ 1 تعیین گردید. مقایسه ولتامو گرام های الکترود در حضور و در غیاب فرمالدئید v2/0 جابه جایی پتانسیل به سمت مقادیر منفی تر را در شرایط بهینه شدن نشان می دهد.

در این تحقیق، ابتدا الکترود تیتانیم اصلاح شده با تیتانیم دی اکسید تهیه شد. برای تهیه این الکترود، سطح ورقه تیتانیمی در محلول آبی هیدروفلوئوریک اسید در پلّه پتانسیل v20 اکسید شد. پس از این مرحله، الکترود در دمای ? 500 کلسینه گردید. آزمایشات انجام گرفته با تکنیک ولتامتری چرخه ای، تشکیل تیتانیم دی اکسید را بر سطح الکترود نشان داد. از این الکترود برای تخریب فتوالکتروکاتالیزی ترکیب 3-نیتروفنول و همچنین اندازه گیری اتیلن گلیکول با استفاده از این تکنیک استفاده شد. در مورد ترکیب 3-نیتروفنول، در ابتدا تخریب این ترکیب را با استفاده از تکنیک های فتولیز، اکسایش الکتروشیمیایی، فتوکاتالیز و فتوالکتروکاتالیز بررسی گردید. این بررسی برتری تکنیک فتوالکتروکاتالیز را بر سایر تکنیک ها مشخص کرد. پس از این مرحله، ph بهینه و پلّه پتانسیل اعمالی بهینه برای تخریب فتوالکتروکاتالیزی 3-نیتروفنول بررسی و مشخص گردید. در بخش بعدی، اتیلن گلیکول با استفاده از الکترود تیتانیم اصلاح شده اندازه گیری شد. ابتدا شرایط بهینه آزمایش مشخص گشت. برای این منظور، ابتدا تأثیر ph بر روی فتوجریان، با استفاده از روش کرونوآمپرومتری بررسی شد. پس از تعیین ph بهینه، تأثیر پلّه پتانسیل اعمالی در این ph بهینه با استفاده از روش کرونوآمپرومتری بررسی گردید. در نهایت اتیلن گلیکول در شرایط بهینه اندازه گیری شد.

در این پایان نامه، از الکترودهای خمیر کربن برهنه و اصلاح شده با نانوذرات طلا جهت تشخیص مستقیم پدیده ی دورگه شدن و سه رگه سازی dna استفاده شد. الکترودهای کارخمیر کربن و خمیر کربن اصلاح شده با نانوذرات طلا در بافر استات m 5/0 (8/4ph=) حاوی nacl با غلظت mm ?/??، با اعمال پتانسیلv 8/1 نسبت به ag|agcl|kcl (3m)، به مدت 5 دقیقه فعال سازی شدند و سپس اسید نوکلئیک تک رشته کاوشگر بر روی آن ها تثبیت شد و بدین ترتیب زیست حسگرهای الکتروشیمیایی dna تهیه گردید. پس از آن، علامت تجزیه ای اکسایش ذاتی بازهای گوانین به روش ولتامتری پالس تفاضلی آشکارسازی شد. پارامترهای آزمایشی نظیر زمان فعال سازی و پتانسیل فعال سازی الکترود کار و زمان و پتانسیل تثبیتdna ی کاوشگر در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانوذرات طلا بهینه شدند و سایر آزمایشات در شرایط بهینه انجام شدند. شدت علامت های بدست آمده از توالی های یکسان، در سطح الکترودهای خمیر کربن برهنه و اصلاح شده با نانوذرات طلا مقایسه شدند. این مقایسه نشان داد که حضور نانوذرات طلا سبب افزایش شدت علامت گشته است. در مرحله بعد برای مطالعه انتخابگری زیست حسگرهای الکتروشیمیایی تهیه شده، به dna ی هدف، توالی هایdna غیرمکمل به کار گرفته شد. علامت اکسایش گوانین قبل و بعد از دورگه شدن dna با توالی هدف مکمل و توالی های غیرمکمل درسطح الکترودهای مذکور بررسی شد و مشخص گردید که به واسطه دورگه شدن ضعیف dna با توالی های غیرمکمل، علامت تجزیه ای اکسایش گوانین پس از دورگه شدن افزایش چشمگیری نشان نمی-دهد. در حالیکه این افزایش بعد از دورگه شدن قوی dna با توالی هدف مکمل، قابل ملاحظه می باشد. بنابر این زیست حسگرهای الکترو شیمیائی تهیه شده، انتخاب پذیری خوبی به dna ی هدف نسبت به توالی های dna غیر مکمل نشان می دهند. حد تشخیص dna ی هدف تک رشته بر سطح الکترود خمیر کربن برهنه و خمیر کربن اصلاح شده با نانوذرات طلا برای دورگه سازی dna به ترتیب nm ???/? و pm ??/? محاسبه شد. در قسمت بعدی این کار، از الکترودهای خمیر کربن برهنه و اصلاح شده با نانوذرات طلا برای مطالعه پدیده سه رگه شدن dna استفاده شد. در این مطالعه، ولتامتری پالس تفاضلی به عنوان یک روش ساده و سریع الکتروشیمیایی مورد استفاده قرار گرفت. همچنین انتخابگری زیست حسگرهای الکتروشیمیائی تهیه شده به dna ی هدف دورشته ای نیز مطالعه گردید. حد تشخیص dna ی هدف دورشته ای در سطح الکترود خمیر کربن برهنه و خمیر کربن اصلاح شده با نانوذرات طلا برای سه رگه سازی به ترتیب nm?????/? و pm ????/? محاسبه شد.

بخش اول این کار مربوط به تهیه الکترود خمیر کربن اصلاح شده با فیلم پلی (2-آمینو بای فنیل) می باشد(p2-abp/cpe). برای این منظور، از روشهای مختلف الکتروپلیمریزاسیون محلول سولفوریک اسید m0/1 واجد m 2-abp01/0 در سطح الکترود خمیر کربن استفاده گردید. رفتار الکتروشیمیایی پلیمر تهیه شده به روشهای مختلف پتانسیودینامیک، پتانسیواستاتیک و گالوانواستاتیک در محلول سولفوریک اسید m 0/1 فاقد منومر به کمک روش ولتامتری چرخه ای بررسی شد که بر این اساس، روش پتانسیودینامیک به عنوان مناسب ترین روش برای تهیه این پلیمر در سطح الکترود خمیر کربن انتخاب گردید. سپس تأثیر عوامل مختلف نظیر ph و سرعت روبش پتانسیل بر رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده با پلی (2-آمینو بای فنیل) مورد بررسی قرار گرفت. در بخش دوم کار، ابتدا الکترود اصلاح شده 2-آمینو بای فنیل واجد سدیم دودسیل سولفات (sds-2-abp/mcpe) در محلول سولفوریک اسید واجدمنومر (2-آمینو بای فنیل) وسدیم دودسیل سولفات (sds) به روش پتانسیودینامیک تهیه گردید. سپس یونهای نیکل (ii) از طریق شناورسازی (sds-2-abp/mcpe)در محلول نیکل سولفات، به پیکره پلیمر متصل شدند. نظر به اهمیت استفاده از متانول به عنوان متداولترین سوخت مورد استفاده در پیل های سوختی و فرمالدهید به عنوان یک حدواسط در اکسایش متانول در سالهای اخیر، از الکترود اصلاح شده 2-آمینو بای فنیل واجد نیکل و سدیم دودسیل سولفات ni/p(sds-2-abp)/mcpe به منظور الکتروکاتالیز فرایند اکسایش متانول و فرمالدهید در محیط قلیایی استفاده شد و اثر پارامترهای مختلفی نظیر غلظت ترکیب مورد نظر و سرعت روبش پتانسیل بر فرایند اکسایش ترکیبات مذکور مورد بررسی قرار گرفت که غلظت بهینه برایترکیب مورد نظر m01/0 بدست آمد. همچنین پارامترهای مختلف، نظیر پوشش سطحی (?) نیکل، ضریب انتشار ظاهری، میانگین ثابت سرعت واکنش کاتالیزی برای متانول و فرمالدهید و پایداری الکترودهای تهیه شده محاسبه شد.

تهیه و کارایی الکتروشیمیایی الکترود های خمیر کربن و خمیر کربن واجد نانو لوله های کربنی چند دیواره اصلاح شده با فروسن ( fcmcpe و fcmcnt/cpe) در الکتروکاتالیز اکسایش n- استیل- l- سیستئین (nac) در حضور تریپتوفان (trp) با روش های ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده فعالیت الکتروکاتالیزی موثر الکترود خمیر کربن اصلاح شده با چند سازه فروسن و نانو لوله های کربنی چند دیواره را به دلیل وجود مقادیر زیاد مکان های رسانای در دسترس در سطح الکترود در اکسایش nac و trp نشان داد. بطوریکه، الکترواکسایش مخلوطی از nac و trpدو دماغه آندی مشخص و مجزا از هم ایجاد کرد که نشان دهنده قابلیت این الکترود اصلاح شده برای تعیین ولتامتری همزمان ترکیبات مذکور در یک محلول است. بعضی پارامترهای سینتیکی مانند ضریب انتقال الکترون (?)، ثابت سرعت واکنش کاتالیزی (k) و ضریب انتشار ظاهری n- استیل- l- سیستئین با روش های ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری تعیین شدند. از روش های ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی برای تعیین کمی nac در حضور trp در محلول بافر فسفات با00/7ph = در سطح fcmcnt/cpe استفاده گردید. محدوده ی خطی غلظتی از 0/10 تا µm 0/200 با روش cv و 0/1 تاµm 0/18 با روش dpv برای nac به دست آمد و حد تشخیص (بر مبنای ?3) معادل µm 99/6 و µm 49/0 برای nac به ترتیب با روش های cv و dpv به دست آمد. همچنین روش ولتامتری پالس تفاضلی برای اندازه گیری trp در حضور nac بکار گرفته شد و حد تشخیص (بر مبنای ?3) معادل µm 54/0 در محدوده ی خطی غلظتی 0/2 تا µm 0/150 برای trp به دست آمد. اثر مزاحمت برخی از ترکیبات بیولوژیکی بر فرایند الکترواکسایش nac در سطح این الکترود اصلاح شده نیز مورد بررسی قرار گرفت. همچنین برای بررسی قابلیت بکارگیری fcmcnt/cpe در تعیین مقدار nac در نمونه های حقیقی، روش پیشنهادی برای تجزیه قرص استیل سیستئین به کار گرفته شد. در بخش بعدی، یک ساختار مزومتخلخل کربنی منظم (omc) با آرایش هگزاگونالی لوله های کربنی به نام cmk-5 معرفی گردید. این ماده مزومتخلخل کربنی با فنون پراش اشعه x ، میکروسکوپی الکترونی روبشی و ایزوترم های جذب-واجذب نیتروژن شناسایی شد. سپس از این نانو ساختار کربنی به علت دارا بودن خواص منحصر به فرد از جمله مساحت سطحی زیاد، هدایت الکتریکی بالا و فعالیت الکتروکاتالیزی عالی، به عنوان یک اصلاحگر موثر برای اصلاح سطح الکترود کربن شیشه ای (gce) استفاده گردید. خواص الکتروشیمیایی الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با ماده مزومتخلخل کربنی منظم (omcmgce ) با استفاده از ولتامتری چرخه ای و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد که omcmgce در مقایسه با gce، سرعت انتقال الکترون بیشتری را نشان داد. الکترواکسایش اپی-نفرین (en) و استامینوفن (ap) در سطح این الکترود اصلاح شده با ولتامتری چرخه ای بررسی شد. الکترود omcmgc در مقایسه با gce، فعالیت الکتروکاتالیزی و حساسیت بالایی نسبت به اکسایش en و ap همراه با جدایی خوب بین دماغه ها نشان داد. در روش ولتامتری پالس تفاضلی، ap و en به ترتیب، دماغه های اکسایشی در پتانسیل های mv 320 و mv 120 نسبت به الکترود مرجع (m3) kcl| agcl | ag نشان دادند. از این رو، روش پیشنهادی برای تعیین مقدار همزمان ap و en مورد استفاده قرار گرفت. استامینوفن و اپی نفرین به ترتیب در محدوده غلظتی µm0/15-2/0 و µm 0/100-0/4 پاسخ خطی نشان داده و حد تشخیص (بر مبنای ?3) برای ap و en به ترتیب برابر با µm 07/0 و µm 94/0 به دست آمد.

در این کار، مطالعات در دو حوزه کلی فوتوالکتروکاتالیز و الکتروکاتالیز انجام شدند. در هر حوزه نیز دو نوع الکترود اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفتند و از آنها برای اهداف فوتو الکتروکاتالیزی و الکتروکاتالیزی استفاده شد. در بخش اول حوزه فوتو الکتروکاتالیز، الکترود صفحه گرافیتی اصلاح شده با نانو ذرات 2tio (degussa p25) تهیه و سطح آن با تکنیک میکروسکوپی الکترونی روبشی (sem) مطالعه شد. تصاویر sem، وجود نانو ذرات 2tio را در سطح الکترود گرافیت اصلاح شده نشان دادند. اندازه این نانوذرات به صورت تقریبی با نانو ذرات 2tio در پودر اولیه برابر بود. سپس، رفتار فوتوالکتروشیمیایی این الکترود در تاریکی و تحت تابش نور فرابنفش، در غیاب و حضور متانول به عنوان یک شکارگر حفره بررسی گردید. مقایسه میزان بازدهی فرایندهای تخریب فوتوالکتروکاتالیزی، فوتوکاتالیزی، فوتولیزی و الکتروشیمیایی فنول، 3،4-دی کلرو فنول و رودامین b در سطح این الکترود نشان داد که فرایند تخریب فوتوالکتروکاتالیز از دیگر فرایندهای تخریب بازدهی بیشتری دارد. با توجه به الکتروفعال بودن این سه ترکیب، از روش ولتامتری پالس تفاضلی جهت بررسی تغییرات غلظت آنها در طی انجام این فرایندها استفاده شد. اثر عوامل مختلف نظیر ph، ولتاژ و غلظت اولیه فنول، 3،4-دی کلرو فنول و رودامین b بر میزان تخریب فوتوالکتروکاتالیزی این ترکیبات نیز بررسی گردید. در بخش دوم حوزه فوتوالکتروکاتالیز، الکترود ورقه تیتانیمی اصلاح شده با 2tio به روش آندی کردن تهیه گردید و ریخت شناسی سطح این الکترود به کمک sem انجام شد. مطالعه رفتار فوتوالکتروشیمیایی این الکترود نشان داد که حتی در محلول بافر و در غیاب شکارگرهای حفره نظیر متانول، دارای فوتوجریان بسیار بالایی می باشد. پس از مقایسه فرایندهای تخریب فوتوالکتروکاتالیزی، فوتوکاتالیزی، فوتولیزی و الکتروشیمیایی فنول، 3،4-دی کلرو فنول و رودامین b در سطح این الکترود مشخص شد که فرایند تخریب فوتوالکتروکاتالیز دارای بازدهی بالاتری نسبت به سایر فرایندهای تخریب می باشد. اثر ph محلول، ولتاژ و غلظت اولیه این سه ترکیب بر میزان بازدهی تخریب فوتوالکتروکاتالیزی آنها نیز مطالعه شد. همچنین، مقایسه الکترودهای گرافیت اصلاح شده با 2tio و تیتانیم اصلاح شده با 2tio نشان داد که الکترود تیتانیم اصلاح شده با 2tio دارای فوتوجریان بسیار بالاتری می باشد. اما کارایی دو الکترود جهت تخریب فوتوالکتروکاتالیزی ترکیبات مختلف، به نوع ترکیب بستگی دارد. همچنین در این بخش، الکترود تیتانیم اصلاح شده با 2tio برای اندازه گیری فوتوالکتروکاتالیزی هیدرازین و فرمالدئید بر مبنای ارتباط میزان فوتوجریان الکترود با غلظت این دو ترکیب به کار رفت. اثر ph محلول و ولتاژ اعمالی در این کار بهینه شد. مشخص گردید که این الکترود نسبت به روش های ارائه شده دیگر توسط سایر محققین برای اندازه گیری هیدرازین و فرمالدئید دارای حد تشخیص خوبی است. در بخش اول حوزه الکتروکاتالیز، الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پلی (n ، n- دی متیل آنیلین) به روش پتانسیواستایی تهیه گردید. با شناور نمودن این الکترود در محلولی از فروسیانید و انجام چند روبش پتانسیلی به کمک ولتامتری چرخه ای، یون های فروسیانید بر اساس برهمکنش الکتروستاتیک با گروه های آمونیم چهارتایی دارای بار مثبت، در ساختار پلیمر توزیع شدند. در ادامه، رفتار الکتروشیمیایی این الکترود اصلاح شده پلیمری دارای فروسیانید بررسی گردید. سپس، با استفاده از sem، ریخت شناسی سطح این الکترود با الکترودهای خمیر کربن برهنه و خمیر کربن اصلاح شده با پلی (n ، n- دی متیل آنیلین) نیز مقایسه شد. از الکترود اصلاح شده پلیمری دارای فروسیانید برای الکتروکاتالیز فرایند اکسایش سیستامین و l-سیستئین استفاده گردید. با کمک روش های کرونوآمپرومتری، ولتامتری چرخه ای و آمپرومتری، پارامترهای سینتیکی و تجزیه ای این فرایندها محاسبه شدند. توانمندی این الکترود برای اندازه گیری الکتروشیمیایی سیستامین و l-سیستئین در نمونه های حقیقی مناسب تشخیص داده شد. در بخش دوم حوزه الکتروکاتالیز، برای اولین بار، زئولیت zsm–5 به روش گرمادهی به کمک تابش ریز موج تهیه گردید. ویژگی های ساختاری این زئولیت به کمک فنون پراش سنجی اشعه x (xrd)، طیف بینی زیر قرمز تبدیل فوریه (ftir) و sem تعیین شد. سپس، الکترود خمیرکربن اصلاح شده با این زئولیت تهیه و رفتار الکتروشیمیایی دوپامین و اوریک اسید به روش ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی در سطح این الکترود مطالعه شد. این الکترود به منظور اندازه گیری الکتروشیمیایی همزمان دوپامین و اوریک اسید وهمچنین اندازه گیری این دو ترکیب در نمونه های حقیقی به کار رفت. واژه های کلیدی: فوتوالکتروکاتالیز، الکتروکاتالیز، الکترود اصلاح شده، تیتانیم دی اکسید، پلی (n ، n- دی متیل آنیلین)، فروسیانید، زئولیت zsm-5، فنول، هیدرازین، سیستامین، دوپامین.

چکیده مطالعات انجام گرفته در این پروژه، به اصلاح سطح الکترود با نانوذرات فلزی و برخی پلیمرهای هادی واجد ذرات فلزی و نانولوله های کربنی اختصاص دارد. در این راستا، یک محلول آبی از سورفاکتانت تریتون x-100 (tx-100) بعنوان یک افزودنی برای الکتروپلیمریزاسیون متا- تولوئیدین (mt) بر روی الکترود خمیر نانولول? کربنی (cntpe) استفاده شد که بعنوان پیکره ای جدید برای پخش نانوذرات پلاتین مورد بررسی قرار گرفت. پاسخ الکتروشیمیایی پلی (متا- تولوئیدین) تهیه شده در حضور tx-100 (pmt(tx-100))، حداقل20 برابر بزرگتر از پلیمر تهیه شده در غیاب آن است. از این بستر الکترودی به محض تهیه بعنوان پیکره ای متخلخل برای پخش ذرات پلاتین به روش پتانسیودینامیک استفاده گردید. ویژگی های الکترود چند سازه ای تهیه شده با میکروسکوپی الکترون روبشی (sem)، طیف بینی پراکنش انرژی (eds) و روش های الکتروشیمیایی مطالعه شدند. تصاویر sem نشان دادند که مواد ترسیب شده از ذرات کروی پلاتین در مقیاس نانومتر تشکیل شده اند. داده های eds، حضور پلاتین را بر روی این الکترود اصلاح شده تأیید نمودند. واکنش های اکسایش متانول و فرمالدهید در سطح این الکترود اصلاح شد? چند سازه ای مطالعه گردیدند. نتایج نشان دادند که فیلم pmt(tx-100) تثبیت شده در سطح cntpe، فعالیت الکتروکاتالیزی نانوذرات پلاتین ترسیب شده را برای اکسایش متانول و فرمالدهید بهبود می بخشد. سپس، اثر پارامترهای مختلف نظیر سرعت روبش پتانسیل، پتانسیل کلید زنی و غلظت هر یک از واکنشگرها بر الکترواکسایش آنها و همچنین پایداری این الکترود اصلاح شده توسط روش های ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری بررسی شده است. بخش دوم به اصلاح سطح الکترود کربن شیشه ای (gce) با نانوساختارهای پلاتینی و فیلم نانوساختاری پلی (1،5- دی آمینونفتالن) واجد ذرات پلاتین (pt/nano-pdan) اختصاص دارد. در این راستا، از دکسترین سفید بعنوان افزودنی برای ترسیب الکتروشیمیایی نانوساختارهای پلاتینی استفاده شد، بطوریکه بعنوان کاتالیزوری نوین و ارزان قیمت برای الکترواکسایش متانول بکار گرفته شد. مساحت سطح ویژ? نانوساختارهای پلاتینی و ذرات پلاتین ترسیب شده در فیلم پلیمری، بزرگتر از میکروذرات پلاتین تهیه شده در سطح gce (pt/mgce) با شیوه ای مشابه در غیاب دکسترین و پلیمر است. ویژگی های ذرات پلاتین ترسیب شده به روش های الکتروشیمیایی، sem و eds بررسی شده اند. در هنگام افزودن دکسترین به محلول الکترولیت، نانوذرات با توزیع نسبتاً یکنواخت/نانومیله های کوتاه با قطری در حدود nm 32 و طول nm 185-150 همراه با چندین دان? کروی با قطری در حدود nm 40 بدست آمدند. همچنین، sem نشان داد که در هنگام بکارگیری فیلم نانوساختاری، ذرات پلاتین با انداز? میانگین در حدود nm 130 در سطح خارجی فیلم پلیمری واقع می شوند. داده های eds نشان دادند که پلاتین عنصر اصلی می باشد. بررسی های الکتروشیمیایی نشان دادند که در بارگذاری یکسان پلاتین، نانوساختارهای پلاتینی و pt/nano-pdan می توانند بعنوان الکتروکاتالیزورهای کارآمدتری برای اکسایش متانول نسبت به pt/mgce عمل کنند. سپس، اثر پارامترهای گوناگون نظیر سرعت روبش پتانسیل، پتانسیل کلید زنی و غلظت متانول بر روی الکترواکسایش آن و نیز پایداری الکترودهای اصلاح شده توسط روش های الکتروشیمیایی مطالعه گردید. همچنین، نتایج نشان داد که pt/nano-pdan/mgce دارای فعالیت الکتروکاتالیزی موثری برای اکسایش فرمالدهید میباشد. در بخش سوم، tx-100 بعنوان افزودنی برای الکتروپلیمریزاسیون اورتو- تولوئیدین (ot) بر روی cntpe استفاده گردید و الکترود چندسازه ای تهیه شده بعنوان پیکر? جدید برای تثبیت یون های نیکل مورد بررسی قرار گرفت. رشد این فیلم پلیمری در غیاب tx-100 ضعیف است، درحالیکه به طرز چمشگیری در حضور این سورفاکتانت افزایش یافته و رشد آن تا چرخ? شصتم ادامه می یابد. از این بستر الکترودی بعنوان پیکره ای متخلخل برای تثبیت یون های نیکل روی فیلمpot(tx-100) ، با غوطه ور سازی این الکترود اصلاح شده در محلول niso4 استفاده شد. رفتار الکتروشیمیایی و ریخت شناسی سطح این الکترودهای اصلاح شده توسط روش های الکتروشیمیایی و sem مطالعه گردیدند. مقایس? تصاویر sem از سطح الکترود اصلاح شد? پلیمری در قبل و بعد از غوطه ور سازی در محلول niso4 نشان می دهد که افزایش یون های نیکل به پیکر? پلیمر با موفقیت انجام شد. پاسخ الکتروشیمیایی این الکترود اصلاح شده به اکسایش-کاهش زوج ردوکس ni(iii)/ni(ii) مربوط می گردد. نتایج نشان داد که فیلم pot(tx-100) تهیه شده در سطح cntpe، کارآیی الکتروکاتالیزی نیکل تثبیت شده را برای اکسایش متانول و فرمالدهید بهبود می بخشد. سپس، ثابت سرعت کاتالیزی ،k، برای الکترواکسایش متانول با استفاده از روش کرونوآمپرومتری cm3 mol-1 s-1104× 4/7 بدست آمد. در انتهای این کار، پایداری دراز مدت الکترود اصلاح شده مورد بررسی قرار گرفت. در بخش بعدی، الکترود خمیرکربن اصلاح شده با فیلم pmt توسط الکتروپلیمریزاسیون مونومر mt در حضور ستیل تری متیل آمونیوم برماید (ctab) تهیه شد. سپس، در پتانسیل ثابت 0/1- ولت نسبت به الکترود شاهد، ترسیب الکتریکی ذرات نیکل از محلول اسیدی niso4 در سطح این الکترود اصلاح شد? پلیمری انجام گرفت. رفتار الکتروشیمیایی ni/pmt(ctab)/mcpe به روش ولتامتری چرخه ای در محلول m 1/0 naoh بررسی گردید که رفتار زوج ردوکس ni(???)/ni(??) را نشان داد. ذرات نیکل ترسیب شده در سطح pmt(ctab)/mcpe، فعالیت الکتروکاتالیزی چشمگیری در جهت اکسایش متانول و فرمالدهید نشان دادند. در قسمت پنجم، gce اصلاح شده با نانولوله های کربنی چند دیوار? واجد ذرات پلاتین (pt/mwcnt/mgce) توسط کاهش الکتروشیمیایی محلول اسیدی mm 0/2 h2ptcl6 در پتانسیل ثابت 2/0- ولت نسبت به sce تهیه شد. همچنین، یک روش ساده و سریع بر مبنای واکنش جابجایی گالوانی برای تهی? cntpe واجد ذرات دوفلزی مس/پلاتین تشریح شد. ریخت شناسی سطح الکترودهای اصلاح شده به روش sem مورد مطالعه قرار گرفت و نتایج حاصله بیانگر حضور یک ساختار متخلخل دارای ذرات دوفلزی مس/پلاتین و ریخت شناسی شبیه دان? برف با توزیع یکنواخت در مورد pt/mwcnt/mgce بود. واکنش های الکترواکسایش متانول و فرمالدهید در سطح این الکترودهای چند سازه ای مورد مطالعه قرار گرفتند. نتایج نشان داد کهmwcnt، فعالیت الکتروکاتالیزی ذرات پلاتین را برای اکسایش بهبود می بخشد. در ادامه مطالعات، gce اصلاح شده با نانوذرات نیکل به روش پتانسیواستاتیک در محلول بافر استات m 1/0 در0/4ph = شامل نیکل نیترات mm0/1 تهیه گردید. نتایج بدست آمده از آزمایش های ولتامتری چرخه ای نشان داد که نانوذرات نیکل هیدروکسید در سطح الکترود، دارای فعالیت الکتروکاتالیزی ممتاز نسبت به اکسایش متانول بوده و پتانسیل مازاد مورد نیاز برای واکنش اکسایش را کاهش میدهند. واژه های کلیدی: اکسایش الکتروکاتالیزی، متانول، فرمالدهید، نانولوله های کربنی، نانوذرات فلزی، پلیمرهای هادی، مواد فعال سطحی، الکترودهای اصلاح شد? پلیمری.

در کار حاضر، برای اولین بار، یک حسگر سریع و ساده الکتروشیمیایی برای اندازه گیری همزمان 4-آمینوهیپوریک اسید و اوریک اسید، بر اساس خصوصیات ویژه نانو لوله های کربنی چند دیواره، بکار برده شد. الکترود کربن شیشه ای با قطره چکانی محلولی از نانو لوله های کربنی چند دیواره روی سطح این الکترود اصلاح شد و سپس برای اندازه گیری ها مورد استفاده قرار گرفت. پاسخ الکتروشیمیایی این الکترود اصلاح شده با استفاده از ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. ضرایب انتقا ل برای اکسایش 4-آمینوهیپوریک اسید و اوریک اسید به ترتیب، 43/0 و 46/0 بدست آمد. می توان 4-آمینوهیپوریک اسید و اوریک اسید را به تنهایی یا در محلولی از مخلوط هر دو گونه با استفاده از روش ولتامتری پالس تفاضلی اندازه گیری کرد. ولتاموگرام های پالس تفاضلی 4-آمینوهیپوریک اسید و اوریک اسید در ph بهینه 0/6 در محلول بافر فسفات mm 1/0، به ترتیب در محدوده غلظت mµ 1000-10 و mµ 100-1 به صورت خطی افزایش یافتند. حدود تشخیص برای 4-آمینوهیپوریک اسید و اوریک اسید به ترتیب mµ 82/7 و mµ 96/0 به دست آمد. روش پیشنهادی با موفقیت برای اندازه گیری 4-آمینوهیپوریک اسید و اوریک اسید در نمونه های حقیقی به کار برده شد. نانو ذرات نقره در سطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با کالیکس[4]آرن و کالیکس[6]آرن به عنوان قالب، بوسیله پیش تغلیظ یو ن های نقره و سپس کاهش الکتروشیمیایی یون های نقره، سنتز شدند. فرایند مرحله ای ساخت نانو ذرات نقره بوسیله میکروسکوپ روبش الکترونی مورد بررسی قرار گرفت. نتایج مشاهده شده نشان دادند که حضور لایه کالیکس آرن در سطح الکترود می تواند اندازه ذرات را کنترل کرده و از تجمع نانو ذرات جلوگیری کند. پاسخ الکتروشیمیایی این الکترود اصلاح شده با استفاده از ولتامتری چرخه ای و ولتامتری پالس تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت. مطالعات ولتامتری چرخه ای نشان داد که نانو ذرات نقره اثر کاتالیزی خوبی بر کاهش فلوتامید دارند. تأثیر غلظت محلول کالیکس آرن، پتانسیل اعمالی برای کاهش یون های نقره، تعداد لایه های کالیکس آرن و ph محلول بر قدرت الکتروکاتالیزی نانو ذرات نقره مورد بررسی قرار گرفت. مقدار ثابت انتقال برای کاهش الکتروشیمیایی فلوتامید با استفاده از روش های الکتروشیمیایی محاسبه شد و مقدار 3/0 بدست آمد. این الکترود اصلاح شده در محدوده غلظت 10 تا mm1000 پاسخ خطی نشان داده و حد تشخیصی برابر با µm 33/9 با استفاده از روش ولتامتری پالس تفاضلی بدست آمد. روش پیشنهادی با موفقیت برای اندازه گیری فلوتامید در نمونه های حقیقی بکار رفت.

در این کار، ابتدا در سطح الکترودهای خمیر کربن ساده و خمیر کربن واجد مایع یونی، پلی (ارتوآنیزیدین) بوسیله ولتامتری چرخه ای تهیه گردید. مطالعات انجام شده نشان می دهد که استفاده از مایع یونی باعث رشد چشمگیر تشکیل این پلیمر می گردد. تصاویرsem نیز تأییدکننده رشد بیشتر پلیمر در سطح الکترود خمیر کربن واجد مایع یونی می باشد. به منظور بهره برداری تجزیه ای از الکترود خمیر کربن واجد مایع یونی اصلاح شده پلیمری، فرایند الکتروکاتالیز اکسایش فنیل هیدرازین و کاهش نیتریت در سطح این الکترود مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که الکترود خمیر کربن واجد مایع یونی توانایی الکتروکاتالیز این دو فرایند را دارا می باشد. در ادامه، اندازه گیری الکتروشیمیایی نیتریت و فنیل هیدرازین در نمونه حقیقی بوسیله الکترود خمیر کربن واجد مایع یونی اصلاح شده مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان می دهد که این الکترود با دقت کافی قادر خواهد بود این دو گونه آزمایشی را در نمونه حقیقی مورد اندازه گیری قرار دهد. با توجه به وجود گروههای آمینی در ساختار پلیمر مورد مطالعه، این پلیمر توانایی جذب نیکل را دارا می باشد. لذا الکترود اصلاح شده پلیمری در داخل محلول نیترات نیکل قرار گرفت و یونهای نیکل وارد پلیمر گردید، سپس با روبش پتانسیل الکترود در محلول قلیایی، زوج ردوکس نیکل هیدروکسید و نیکل اکسی هیدروکسید تشکیل شد. رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده پلیمری واجد نیکل مورد مطالعه قرار گرفت و مقدار ضریب انتقال بار (?) فرایند الکترودی و ثابت سرعت انتقال بار ظاهری (ks) محاسبه گردید. در ادامه، الکتروکاتالیز اکسایش متانل و فرمالدهید در سطح الکترود اصلاح شده با پلی( ارتوآنیزیدین) واجد نیکل مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که جریان اکسایش الکتروکاتالیزی متانل و فرمالدهید در سطح خمیرکربن واجد مایع یونی اصلاح شده با پلی( ارتوآنیزیدین)، به مراتب بیشتر از الکترود خمیر کربن معمولی اصلاح شده می باشد. اثر غلظت متانل و فرمالدهید بر فرایند الکتروکاتالیز اکسایش آنها مورد مطالعه قرار گرفت و مقدار ثابت سرعت واکنش الکتروکاتالیزی آنها بوسیله آمپرومتری با پله دوگانه پتاسیل محاسبه شد. بررسی ها نشان می دهد که الکترود اصلاح شده پلیمری از پایداری خوبی برای الکتروکاتالیزی اکسایش متانل و فرمالدهید برخوردار می باشد. در بخش بعدی، الکتروپلیمریزاسیون در سطح الکترود خمیر کربن ساده و در محلول اسیدی واجد منومر ارتوآنیزیدین و سدیم دودسیل سولفات (sds) به عنوان یک سورفاکتانت آنیونی انجام شد. حضور sds در محلول موجب تسریع فرایند الکتروپلیمریزاسیون گردید. رفتار الکتروشیمیایی الکترود پلیمری حاصل، مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه از پلیمر تهیه شده در حضور sds برای وارد کردن یونهای نیکل(ii) در پیکره پلیمری استفاده گردید و مقدار ضریب انتقال بار (?) فرایند الکترودی و ثابت سرعت انتقال بار ظاهری (ks) محاسبه شد. در ادامه فرایند الکتروکاتالیز اکسایش فولیک اسید و برخی از سفالسپرین ها در سطح این الکترود مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص گردید که استفاده از sds در ساخت الکترود اصلاح شده پلیمری باعث بهبود رنج خطی و حد تشخیص گونه های آزمایشی مورد مطالعه می گردد. در بخش بعدی، پلیمر کارکومین در سطح الکترود خمیر کربن ساده و الکترود خمیر کربن واجد مایع یونی تشکیل و رفتار الکتروشیمیایی آن مطالعه گردید. با توجه به وجود گروه کربونیل در ساختار پلیمر امکان اتصال یونهای نیکل توسط آن وجود دارد. بعد از تهیه الکترود اصلاح شده پلیمری واجد نیکل، رفتار الکتروشیمیایی آن مورد ارزیابی قرار گرفت و ضریب انتقال بار(?) فرایند الکترودی محاسبه گردید. در ادامه توانایی الکترود اصلاح شده پلیمری برای الکتروکاتالیز فرایند اکسایش آموکسی سیلین مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص گردید که این الکترود توانایی خوبی برای الکتروکاتالیز فرایند اکسایش آموکسی سیلین از خود نشان می دهد، در ضمن استفاده از مایع یونی باعث بهبود حد تشخیص اندازه گیری آموکسی سیلین می گردد.

در این کار، الکترود خمیرکربن حاوی نانولوله های کربنی چند دیواره (mcntpe) تهیه و از آن به عنوان بستری مناسب برای ترسیب ذرات دو فلزی به روش جابجایی گالوانی استفاده گردید. در بخش اول کار: mcntpe، بستری برای ترسیب ذرات دوفلزی مس/ پلاتین در محیط اسیدی انتخاب شد. لایه نازکی از مس فلزی، در اثر واکنش کاهش الکتروشیمیایی یون های مس(ii) در محیط اسیدی بر روی mcntpe تهیه گردید. کاتالیست مس/ پلاتین، با جابجایی گالوانی مس فلزی با پلاتین از طریق شناور ساختن cu/mcntpe در محلولmm 0/2 6 h2ptclتحت شرایط مدار باز، ایجاد شد. طبیعت و ریخت شناسی سطح mcntpe و cu-pt/mcntpe به کمک میکروسکوپی الکترون روبشی و طیف بینی پراکنش انرژی مورد بررسی قرار گرفت و حضور فلزات مس و پلاتین بر روی سطح الکترود اصلاح شده، تأیید شد. سپس از الکترود اصلاح شده دارای ذرات دوفلزی مس/ پلاتین برای مطالعه الکترواکسایش متانول در محیط اسیدی به روش ولتامتری چرخه ای استفاده شد. نتایج حاصله نشان دادند که cu-pt/mcntpe دارای فعالیت الکتروکاتالیزی موثری برای اکسایش متانول می باشد. همچنین نتایج نشان داد که نانولوله های کربنی، فعالیت الکتروکاتالیزی ذرات پلاتین را برای اکسایش بهبود می بخشند. به طوری که پتانسیل ابتدایی الکترود دارای ذرات دوفلزی مس/ پلاتین، در حضور نانولوله های کربنی کاهش یافت و نیز جریان دماغه اکسایش متانول افزایش پیدا کرده است. از طرف دیگر، چون فرمالدهید یکی از حدواسط های واکنش اکسایش متانول می باشد، از اینرو، الکترواکسایش فرمالدهید نیز در سطح این الکترود اصلاح شده بررسی شد. در بخش دوم کار: mcntpe، به عنوان بستری برای ترسیب ذرات دوفلزی مس/ پالادیم در محیط بازی مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا، لایه نازکی از مس فلزی، در اثر واکنش کاهش الکتروشیمیایی یون های مس روی mcntpe در محیط اسیدی تهیه گردید. سپس کاتالیست مس/ پالادیم در اثر جابجایی گالوانی مس فلزی با پالادیم، از طریق شناور ساختن cu/mcntpe در محلول پالادیم کلریدmm 0/2 و هیدروکلریک اسید m 0/1 تحت شرایط مدار باز حاصل شد. طبیعت و ریخت شناسی سطح cu-pd/mcntpe به کمک sem و eds مورد بررسی قرار گرفت که حضور ذرات دو فلزی و درصد عناصر موجود بر روی سطح الکترود اصلاح شده مشخص گردید. همچنین، فعالیت الکتروکاتالیزی این الکترود اصلاح شده نسبت به الکترواکسایش فرمالدهید با روش های الکتروشیمی تجزیه ای بررسی شد. به علاوه نتایج نشان دادند که در حضور نانولوله های کربنی، جریان دماغه اکسایش فرمالدهید بر سطح الکترود دارای ذرات دوفلزی مس/ پالادیم افزایش پیدا کرده است و پتانسیل ابتدایی الکترود خمیرکربن حاوی نانولوله های کربنی در پتانسیلی پایین تر از الکترود خمیرکربن ساده ظاهر شده است. اثر بعضی از پارامترها مانند: غلظت محلول آبی مس(ii) ، زمان ترسیب الکتریکی مس فلزی، زمان جابجایی گالوانی، غلظت متانول و فرمالدهید، سرعت روبش پتانسیل و پتانسیل کلیدزنی بر روی جریان دماغه های اکسایش هریک از گونه های متانول و فرمالدهید با روش های الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت.

چکیده در این کار، با توجه به قابلیت های الکترود های بر پایه خمیر کربن، پلیمر پلی (متا- تولوئیدین)، به روش الکتروپلیمریزاسیون مونومر آن بر روی الکترود خمیر کربن در حضور ctab با سه روش پتانسیودینامیک، پتانسیواستاتیک و گالوانواستاتیک تشکیل و الکترود خمیر کربن اصلاح شده پلیمری تهیه گردید که از بین آنها، روش پتانسیودینامیک به عنوان مناسب ترین روش برای تهیه پلی (متا- تولوئیدین) انتخاب شد. نتایج تجربی نشان داد که حضور سورفکتانت در مرحله الکترو پلیمریزاسیون برای ساخت الکترود های خمیر کربن اصلاح شده پلیمری، منجر به نتایج خوبی در عملکرد الکتروکاتالیزی الکترود خواهد شد. همینطور با توجه به قابلیت پلی (متا- تولوئیدین) جهت پخش ذرات عناصر واسطه، ذرات پلاتین از طریق الکتروشیمیایی بر سطح الکترود ترسیب یافت. در حقیقت الکترود پلیمری تهیه شده بعنوان بستری برای پخش ذرات پلاتین به روش پتانسیودینامیک استفاده گردید. ویژگی های الکترود خمیر کربن اصلاح شده پلیمری واجد نانو ذرات پلاتین با میکروسکوپی الکترون روبشی (sem) و روش های الکتروشیمیایی مطالعه شد. تصاویر sem نشان داد که ذرات ترسیب یافته پلاتین از مقیاس نانومتر (با انداز? میانگین nm 70) برخوردارند. نظر به اهمیت استفاده از اکسیژن در پیل های سوختی و الکتروسنتز هیدروژن پراکسید، قابلیت الکتروکاتالیزی الکترود پلیمری دارای نانو ذرات پلاتین در فرایند الکتروکاتالیز کاهش اکسیژن به روش ولتامتری چرخه ای و کرونو آمپرومتری با پله پتانسیل یگانه بررسی شد. در نهایت برای رسیدن به یک مقدار بالا از شدت جریان و به عبارت دیگر یک الکتروکاتالیز کارآمد جهت کاهش الکتروشیمیایی اکسیژن در سطح الکترود اصلاح شده، تعدادی از عوامل موثر درفرآیند الکتروکاتالیز از قبیل تعداد چرخه ها در ولتامتری چرخه ای، غلظت مونومر، غلظت سورفکتانت و مقدار پلاتین ترسیب شده بر روی پلیمر، بهینه گردید. نتایج حاصل نشان دادند که در شرایط بهینه واکنش کاهش اکسیژن در سطح pmt(ctab)/mcpeو pt/pmt(ctab)/mcpe به ترتیب در پتانسیل های v28/0- و v50/0+ صورت می گیرد که نسبت به الکترود خمیر کربن برهنه به ترتیب v32/0 و v1/1 مثبت تر می باشد. واژگان کلیدی: اکسیژن، کاهش، پلاتین، متا- تولوئیدین

محلول آبی سورفکتانت تریتون x-100 بعنوان افزودنی برای الکتروپلیمریزاسیون متا-تولوئیدین (pmt) بر روی الکترود خمیر کربن (cpe) استفاده شد. پاسخ الکتروشیمیایی پلی (متا-تولوئیدین) تهیه شده در حضور tx-100، حداقل چهار برابر بزرگتر از پلیمر تهیه شده در غیاب آن است. به منظور مقایسه، پلی (متا-تولوئیدین) در حضور tx-100 با روش های پتانسیودینامیک، پتانسیواستاتیک و گالوانواستاتیک در سطح الکترود خمیر کربن تهیه گردید و سپس، رفتار الکتروشیمیایی پلیمر تهیه شده با هر سه روش، در سولفوریک اسید m 0.5 در سرعت های روبش مختلف پتانسیل مورد بررسی قرار گرفت. از این سه روش، روش پتانسیودینامیک روش مناسب تری برای تهیه این پلیمر بر سطح الکترودخمیر کربن بود. از این بستر پلیمری بعنوان پیکره ای متخلخل برای پخش ذرات نیکل استفاده گردید. بدین صورت که، در پتانسیل ثابت 1- ولت نسبت به الکترود شاهد، ترسیب ذرات نیکل از محلول اسیدی niso4 در سطح این الکترود اصلاح شده پلیمری انجام گرفت. رفتار الکتروشیمیایی ni/pmt(tx-100)/mcpe به روش های ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری با پله پتانسیل دو گانه در محلول m 0.1 naoh بررسی گردید که نشاندهنده وجود زوج ردوکس ni(???)/ni(??) می باشد. ذرات نیکل ترسیب شده در سطح pmt(tx-100)/mcpe، فعالیت الکتروکاتالیزی چشمگیری نسبت به اکسایش اتیلن گلیکول و اتانول نشان دادند، به طوریکه دانسیته جریان الکترواکسایش اتیلن گلیکول و اتانول در سطح این الکترود اصلاح شده به ترتیب برابر با 6.9 و ma.cm-2 14.86 بدست آمد. همچنین، اثر پارامترهای مختلف، نظیر سرعت روبش پتانسیل و غلظت هر یک از واکنشگرها بر الکترواکسایش آنها توسط ولتامتری چرخه ای بررسی شد. در نهایت، ثابت سرعت کاتالیزی، k، برای الکترواکسایش اتیلن گلیگول و اتانول با استفاده از روش کرونوآمپرومتری، به ترتیب برابر با 106 × 2.1 و 104 × 3.87 cm3.mol-1.s-1 بدست آمد. سطح الکترود خمیر کربن با نانوذرات پالادیم نیز اصلاح شد که در این راستا، ابتدا، ذرات نیکل با استفاده از روش پتانسیواستاتیک بر سطح الکترود خمیر کربن ترسیب گردید. سپس، با استفاده از یک روش ساده و سریع بر مبنای واکنش جانشینی گالوانیکی، ذرات پالادیم در مقیاس نانو با ذرات نیکل موجود در سطح الکترود خمیر کربن جابجا شدند و الکترود خمیر کربن دارای نانوذرات پالادیم تهیه گردید و این الکترود اصلاح شده بعنوان الکتروکاتالیزوری نوین و ارزان قیمت برای الکترواکسایش فرمالدئید بکار گرفته شد. ریخت شناسی و تجزیه عنصری سطح الکترود اصلاح شده به روش های میکروسکوپی الکترونی روبشی و طیف بینی پراکنش انرژی مورد مطالعه قرار گرفت که نتایج حاصله بیانگر جابجایی کامل نانوذرات پالادیم با ذرات نیکل بودند. نتایج بدست آمده از آزمایش های ولتامتری چرخه ای نشان داد که نانوذرات پالادیم موجود در سطح الکترود خمیر کربن، دارای فعالیت الکتروکاتالیزی ممتازی نسبت به اکسایش فرمالدئید بوده و پتانسیل مازاد مورد نیاز برای این واکنش اکسایش را به میزان v 1.3 کاهش میدهد. همچنین، اثر پارامترهای گوناگون نظیر غلظت محلول نیکل، زمان ترسیب ذرات نیکل، زمان واکنش جانشینی گالوانیکی، سرعت روبش پتانسیل و غلظت فرمالدئید بر روی الکترواکسایش آن و نیز پایداری الکترود اصلاح شده، با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری مطالعه گردید. همچنین، الکترود کربن شیشه ای با استفاده از روش تبخیر قطره توسط نانوصفحه های گرافن اصلاح گردید و سپس، ذرات کبالت با استفاده از روش پتانسیودینامیک بر سطح آن ترسیب شد. نانوساختارهای دو فلزی کبالت/پلاتین با استفاده از روش جانشینی گالوانیکی، در سطح الکترود تشکیل گردید. ریخت شناسی و تجزیه عنصری سطح الکترود به روش های میکروسکوپی الکترونی روبشی و طیف بینی پراکنش انرژی مورد مطالعه قرار گرفت. داده های طیف بینی پراکنش انرژی نشان دادند که پلاتین عنصر اصلی می باشد. بررسی های الکتروشیمیایی نشان داد که نانوساختارهای پلاتین موجود در سطح الکترود کربن شیشه ای دارای دو فلز کبالت/پلاتین، می توانند بعنوان الکتروکاتالیزوری کارآمد برای اکسایش متانول عمل کنند. همچنین، اثر پارامترهای گوناگون نظیر زمان واکنش جانشینی گالوانیکی، سرعت روبش پتانسیل، پتانسیل کلید زنی و غلظت متانول بر الکترواکسایش آن و نیز پایداری الکترود اصلاح شده با استفاده از روش های ولتامتری چرخه ای و کرونوآمپرومتری مطالعه گردید.

توالی کوتاه ژن p53 بعنوان کاوشگر جهت ساخت زیست حسگر الکتروشیمیایی استفاده شد. در ابتدا، رفتار الکتروشیمیایی آنزیم تیروزیناز (tyr) در سطح الکترودهای خمیر کربن برهنه (cpe) و اصلاح شده با نانو ذرات طلا(ngcpe) به روش ولتامتری چرخه ای بررسی شد. از طیف سنجی فرابنفش- مرئی و روش ولتامتری چرخه ای برای بررسی بر هم کنش میان تیروزیناز و dna استفاده شد. برای بررسی بیشتر، ولتاموگرام چرخه ای تیروزیناز در غیاب و حضور توالی هایی از تک بازهای dna ثبت شد. نتایج حاصله نشان دادند که پیوند هیدروژنی و بر هم کنش الکتروستاتیک از انواع غالب بر هم کنش میان تیروزیناز و dna هستند. روش ولتامتری پالس تفاضلی (dpv) به منظور بررسی رفتار الکتروشیمیایی الکترود کار قبل و بعد از تثبیت کاوشگر و فرآیند دورگه سازی انتخاب شد. از علامت اکسایشی تیروزیناز تجمع یافته در سطح ngcpe جهت محاسبه حد تشخیص روش استفاده گردید که دارای دو محدوده خطی، یکی از 0/1 تا pm 10 و دیگری از 10 تا pm 100 می باشد. حد تشخیص کاوشگر در اولین محدوده خطی، برابر با pm 33/0 محاسبه شد. الکترود خمیر کربن اصلاح شده با موز نیز جهت بررسی بر هم کنش dna با تیروزیناز موز تهیه و مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین از کتامین بعنوان نشانگر الکتروفعال با استفاده از cpe استفاده شد. با استفاده از طیف سنجی فرابنفش-مرئی و روش dpv، بر هم کنش میان dna و کتامین نیز بررسی شد. بر اساس نتایج بدست آمده، بر هم کنش کتامین با dnaی تک رشته از نوع الکتروستاتیک و با dnaی دو رشته از نوع شیاری است. کتامین به بازهای گوانین نسبت به دیگر بازهای موجود در ساختار dna تمایل خاصی دارد. اختلاف میان جریان دماغه اکسایشی ایجاد شده در سطح cpe اصلاح شده با dnaی کاوشگر در حضور و غیاب کتامین ?i))، با افزایش غلظت کتامین افزایش یافته و بدین ترتیب زیست حسگر حساس به کتامین طراحی و تهیه شد. مقدار کتامین در سرم خون با استفاده از زیست حسگر طراحی شده به روش ولتامتری اندازه گیری گردید که دارای دو محدوده خطی، یکی از 0/1 تا nm 10 و دیگری از 10 تا nm 600 می باشد. حد تشخیص کتامین در اولین محدوده خطی، برابر با nm 98/1 به روش dpv محاسبه شد.

ابتدا لایه ای از پلی (l- متیونین) به روش ولتامتری چرخه ای و طی شش چرخه پتانسیلی متوالی بر روی سطح الکترود کربن شیشه ای تثبیت گردید. ویژگی های الکترود اصلاح شده پلیمری حاصله توسط روش های sem، طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی و ولتامتری چرخه ای مورد بررسی قرار گرفت. الکترود gc اصلاح شده قابلیت الکتروکاتالیزی قابل ملاحظه ای را جهت اکسایش اوریک اسید، زانتین و هیپوزانتین از خود نشان داد. تأثیر ضخامت لایه پلیمری با اعمال تعداد چرخه های متوالی مختلف در تهیه پلیمر بر روی قابلیت الکتروکاتالیزی پلیمر، مورد بررسی قرار گرفت که تعداد شش چرخه مناسب شناخته شد. سپس امکان اندازه گیری الکتروشیمیایی همزمان این سه ترکیب به وسیله ولتامتری پالس تفاضلی بررسی شد که حد تشخیصmn 4/7 برای اوریک اسید، mn 5/4 برای زانتین و mn 8 برای هیپوزانتین به دست آمد. همچنین اثر مزاحمت دوپامین، آسکوربیک اسید و اپی نفرین در اندازه گیری الکتروشیمیایی این سه ترکیب بررسی گردید که نتایج نشان داد این ترکیبات مزاحمت چندانی در اندازه گیری این سه ترکیبات ایجاد نمی کنند. از روش پیشنهادی برای اندازه گیری الکتروشیمیایی اوریک اسید، زانتین و هیپوزانتین در نمونه سرم خون استفاده شد. پلی (l- متیونین) در سطح الکترود کربن شیشه ای تثبیت شد و سپس از طریق روش کرونوآمپرمتری با اعمال پله پتانسیل v 2/0- به مدت s 300 و با استفاده از محلول هیدروژن تترا کلرو آیورات mm5/0 در بافر فسفات با 00/7 ph= ، نانوذرّات طلا روی سطح پلیمر ترسیب یافت. برای اثبات وجود ذرّات طلا در ابعاد نانو، از سطح الکترود تصویر sem گرفته شد. در این تصاویر، متوسّط قطر ذرّات حدود nm 45 مشاهده شد به طوریکه ذرّات طلا به صورت یکنواخت و مجزا در سطح الکترود ایجاد شده اند. به منظور بررسی ویژگی های سطح الکترود اصلاح شده پلیمری دارای نانوذرات طلا و رفتار الکتروشیمیایی آن از روش های طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی و ولتامتری چرخه ای استفاده شد. از الکترود مزبور برای اندازه گیری ولتامتری همزمان اوریک اسید و زانتین استفاده گردید. الکترود اصلاح شده پلیمری دارای نانوذرات طلا اثر الکتروکاتالیزی خوبی برای این دو ترکیب نشان داد. اندازه گیری الکتروشیمیایی این دو ترکیب به وسیله روش ولتامتری پالس تفاضلی مورد بررسی قرار گرفت و حدّ تشخیص nm 0/5 برای اوریک اسید و nm 0/3 برای زانتین به دست آمد. همچنین اثر مزاحمت دوپامین، آسکوربیک اسید و اپی نفرین در اندازه گیری الکتروشیمیایی این دو ترکیب بررسی شد به طوری که نتایج نشان داد، این ترکیبات مزاحمت چندانی در اندازه گیری ایجاد نمی کنند. از روش پیشنهادی برای اندازه گیری الکتروشیمیایی اوریک اسید و زانتین در نمونه سرم خون استفاده گردید.

الکترودهای کربن شیشه¬ایی دارای نانولوله¬های کربنی چند دیواره (mwcnt/gce) از طریق قطره گذاری سوسپانسیونی از نانولوله¬های کربنی چند دیواره در اتانول تهیه شد. رفتار الکتروشیمیایی n–استیل–l–سیستئین (nac) در حضور 4-کلروکاتکول به عنوان کاتالیزور همگن در محیط آبی در سطح الکترود کربن شیشه¬ایی برهنه و mwcnt/gce با روش ولتامتری چرخه¬ایی و کرونوآمپرومتری بررسی گردید. نتایج نشاندهنده کاتالیز همگن شیمیایی الکترواکسایش nac و تریپتوفان (trp) در حضور 4-کلروکاتکول در سطح الکترود کربن شیشه¬ایی اصلاح شده است. بطوریکه اکسایش محلولی از nac و trp، دو دماغه آندی مجزا و مشخص از هم در این شرایط ایجاد می¬کند. به این ترتیب امکان اندازه¬گیری همزمان nac و trp در محیط آبی به روش ولتامتری پالس تفاضلی (dpv) مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان دادند که جریان دماغه اکسایش الکتروشیمیایی nac و trp در حضور 4-کلروکاتکول بطور خطی به غلظت آنها وابسته هستند که در محدوده غلظتی mµ 0/60–0/5 از غلظت nac و mµ 0/50–0/5 از غلظت trp خطی هستند. حدود تشخیص روش (بر مبنای σ3) معادل µm 4/3 برای nac و µm 5/2 برای trp با روش dpv تعیین شد. نتایج در بخش بعدی نشان¬دهنده کاتالیز همگن شیمیایی الکترواکسایش nac، اوریک¬اسید (ua) و trp در حضور 4-کلروکاتکول در سطح الکترود کربن شیشه¬ایی برهنه است. بطوریکه اکسایش محلولی از nac، ua و trp، سه دماغه آندی مجزا و مشخص از هم در این شرایط ایجاد می¬کنند. به این ترتیب امکان اندازه¬گیری همزمان nac، ua و trp در محیط آبی به روش ولتامتری پالس تفاضلی مورد مطالعه قرار گرفت نتایج حاصل نشان می¬دهند که جریان دماغه اکسایش nac، ua و trp در حضور 4-کلروکاتکول بطور خطی به غلظت آنها وابسته است بطوری¬که محدوده غلظتی mµ 0/45-0/5 از غلظت nac ، mµ 0/50-0/10 از غلظت ua و mµ 0/55-0/5 برای trp تعیین گردید. حد تشخیص روش بر مبنای σ3، معادل، µm 55/3 برای nac ، µm 96/6 برای ua و µm 41/4 برای trp تعیین شدند.

در این پایان نامه چگالی کل عالم را برای یک واکنش نوترالینو-نوترالینو و تبدیل آن به ماده باریونی از طریق محاسبه میانگین گرمایی سطح مقطع واکنش در سرعت بدست می آوریم و سطح مقطع را نیز می توان با استفاده از قواعد فاینمن که در مدل استاندارد بیان شده اند، بدست آورد. با استفاده از محاسبات coannihilation میانگین سطح مقطع گرمایی در سرعت بدست می آید و با استفاده از محاسبات محاسبات استاندارد، چگالی کل عالم را محاسبه می کنیم. سرانجام با توجه به نتایج بدست آمده از طریق نظری و مقایسه آن با مقادیر تجربی و میزان هماهنگی آنها می توان پی برد که آیا ذره انتخاب شده کاندیدای مناسبی برای ماده تاریک محسوب می شود یا خیر.

ابتدا نانوذرات نیکل توسط روش پلی ال غیر آبی سنتز شد و پس از مخلوط کردن این ذرات با خمیر کربن، الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانوذرات نیکل تهیه گردید. رفتار الکتروشیمیایی الکترود اصلاح شده توسط روشهای الکتروشیمیایی از جمله ولتامتری چرخه¬ای و کرونوآمپرومتری مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین ریخت شناسی سطح الکترود توسط میکروسکوپ الکترون روبشی (sem) انجام شد. تصاویر sem نشان دادند که نانوذرات نیکل با قطر در حدودnm 50 بر روی سطح الکترود قرار گرفته و بطور تصادفی توزیع شده¬اند. این الکترود، بطور موفقیت آمیزی برای اولین بار به منظور الکتروکاتالیز اکسایش برخی دارو¬های دوپامینرژیک نظیر سلژیلین و پرامیپکسول استفاده شد که از شدت جریان الکتروکاتالیزی به عنوان عاملی برای اندازه¬گیری الکتروشیمیایی این ترکیبات استفاده گردید که نتایج خوبی از جمله حد تشخیص m 5-10 ×5/2 و m 6-10 ×0/4 به ترتیب توسط روش¬های ولتامتری چرخه¬ای و آمپرومتری هیدرودینامیک برای سلژیلین و m 6-10 × 5/1 و m 8-10 × 0/2 توسط روش¬های ولتامتری چرخه¬ای و آمپرومتری برای پرامیپکسول بدست آمد. الکتروکاتالیز اکسایش و اندازه¬گیری الکتروشیمیایی داروهای ملوکسیکام و ایندومتاسین از دسته داروهای ضد التهاب غیر استروئیدی در سطح این الکترود اصلاح شده نیز مورد مطالعه قرار گرفت که حد تشخیص برای ملوکسیکام توسط روش¬های ولتامتری چرخه¬ای و آمپرومتری هیدرودینامیک به ترتیب برابر با m 7-10 × 4/1 و m 8-10 ×.0/3 و برای ایندومتاسین به ترتیب برابر m 6-10 ×.0/2 و m 9-10 ×.0/1 بدست آمد. همچنین، برخی پارامترهای سینتیکی مانند ضریب انتقال الکترون (?)،ثابت سرعت واکنش شیمیایی (k) این ترکیبات در محیط های آبی با استفاده از روش های الکتـروشیمیایی تعیین شد. در پایان اندازه¬گیری این دارو¬ها در محیط قلیایی و در نمونه طبیعی پلاسمای خون انسان مورد مطالعه قرار گرفت

نانوذرات نقره پودری به طور موفقیت¬آمیزی، طی یک روش ساده در حضور پلی اتیلن گلیکول (peg) به عنوان کاهنده و پایدارکننده در محیط آبی، تهیه شد. فنون پراش اشعه (xrd) x، میکروسکوپ الکترون عبوری (tem)، میکروسکوپ الکترون روبشی (sem) و تفرق انرژی اشعه x (edx) به منظور تعیین ساختار و خصوصیات نانوذرات نقره، به کار گرفته شدند.بررسی¬ها نشان می¬دهند که peg نقش مهمی را در تهیه نانوذرات نقره ایفا می¬کند. مطالعات xrd نشان دادند که ذرات دارای ساختار کریستالی بوده و شکل هندسی ذرات مکعب مربع مسطح (fec) است. تصاویر tem، اندازه نانو¬ذرات نقره را nm 20 نشان داده است که تقریباً مطابق با اندازه¬ای بود که با نتایج xrd محاسبه شده است. توانایی کاتالیزوری نانوذرات نقره نسبت به کاهش هیدروژن پراکسید با استفاده از الکترود کربن شیشه¬ای اصلاح شده با نانوذرات نقره و پلی متیل متاکریلات به روش قطره¬گذاری محلول چندسازه بر سطح الکترود، بررسی شد. از پلی متیل متاکریلات به منظور پایدار کردن نانوذرات نقره در سطح الکترود، استفاده گردید. نتایج آمپرومتری نشان دادند که حسگر ساخته شده نسبت به 2o2h، با حساسیت قابل قبول، در محدوده خطی 1700- 22 میکرو مولار و با حد آشکارسازی 8/4 میکرو مولار پاسخ می¬دهد. همچنین، چندسازه نانولوله¬های کربنی چند دیواره و نانوذرات نقره (agnp-mwcnt) در دی متیل فرمامید dmf تهیه شد. الکترود کربن شیشه¬ای با قطره¬گذاری چندسازه نانوذرات نقره و نانولوله¬های کربنی چنددیواره بر روی سطح آن، اصلاح گردید. به منظور بررسی فعالیت الکتروکاتالیزوری چندسازه (agnp-mwcnt) نسبت به فرآیند رهاسازی هیدروژن (her)، پاسخ ولتامتری الکترود agnp-mwcnt/gc در محلول 4so2h با غلظت m 5/0 در دمای اتاق مورد مطالعه قرار گرفت. فعالیت الکتروکاتالیزی agnp-mwcnt/gce برای her توسط ولتامتری با روبش خطی (lsv) و منحنی¬های تافل مطالعه گردید. فعالیت الکتروکاتالیزی الکترود agnp-mwcnt/gc با الکترود¬های agnp/gc، mwcnt/gc و gc مقایسه گردید. سرانجام سینتیک و مکانیزم her در سطح الکترودهای کربن شیشه¬ای اصلاح نشده و اصلاح شده بررسی گردید. نتایج نشان دادند که تلفیق نانوذرات نقره و نانولوله¬های کربنی چند دیواره، کاتالیز فرآیند her را بهبود می¬بخشد. میزان حجم قطره محلول نانو چندسازه به منظور دستیابی به حداکثر چگالی جریان بررسی شده و مقدار بهینه lµ 13 بدست آمد. همچنین، تأثیر غلظت سولفوریک اسید بر پاسخ ولتامتری با روبش خطی الکترود agnp-mwcnt/gc مورد مطالعه قرار گرفت و مشخص شد که بین پاسخ ولتامتری الکترود agnp-mwcnt/gc و غلظت سولفوریک اسید رابطه خطی وجود دارد.

نانوکاتالیست های دوفلزی و سه فلزی با ساختارهای سه بعدی خودپشتیبان بر سطح الکترودهای کربن شیشه ای با استفاده از ‏یک روش سنتز دوقالبی، شامل قالب حباب هیدروژن و فرآیند جابجایی گالوانی، تهیه و عملکرد آنها برای اکسایش فرمیک اسید و ‏متانول مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا سطح الکترود کربن شیشه ای با ساختارهای نانومتخلخل مس/ پالادیم اصلاح گردید. ‏ابتدا، مس متخلخل فلزی، در اثر واکنش احیای الکتروشیمیایی یون های مس بر سطح الکترود کربن شیشه ای در محیط اسیدی تهیه ‏گردید (‏cu/gce‏). سپس کاتالیست با ساختار نانومتخلخل مس/ پالادیم در اثر جابجایی گالوانی مس فلزی با یون های پالادیم، از ‏طریق شناورسازی ‏cu/gce‏ در محلول پالادیم کلرید ‏mm‏ 5/4 و پرکلریک اسید ‏m‏ 1/0 تحت شرایط مدار باز تهیه شد. ماهیت و ‏ریخت شناسی سطح کاتالیست ‏cu/pd‏ به کمک ‏sem‏ و ‏eds‏ مورد بررسی قرار گرفت که حضور دو فلز مس و‎ ‎پالادیم بر سطح ‏الکترود اصلاح شده مشخص گردید. همچنین، فعالیت الکتروکاتالیزوری این الکترود اصلاح شده نسبت به الکترواکسایش فرمیک ‏اسید با روش های الکتروشیمی تجزیه ای از قبیل ولتامتری چرخه ای ‏‎(cv)‎، ولتامتری روبش خطی ‏‎(lsv)‎، کرونوآمپرومتری (‏ca‏) ‏و طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی ‏‎(eis)‎‏ بررسی شد. به طوریکه دانسیته جریان الکترواکسایش فرمیک اسید در سطح این الکترود ‏اصلاح شده برابر با 2‏ma cm-‎‏ 0/3 بدست آمد. همچنین، اثر بعضی از پارامترها مانند: زمان ترسیب الکتریکی مس، ولتاژ ترسیب ‏الکتریکی مس، زمان جابجایی گالوانی، سرعت روبش پتانسیل و غلظت فرمیک اسید بر روی الکترواکسایش آن و نیز پایداری ‏الکترود اصلاح شده مطالعه گردید.‏ سطح الکترود کربن شیشه ای با نانوساختارهای اسفنجی مس/ پلاتین و مس- قلع/ پلاتین اصلاح گردید. ابتدا، ساختارهای ‏اسفنجی مس و مس- قلع، در اثر واکنش احیای الکتروشیمیایی یون های مس و قلع بر سطح الکترود کربن شیشه ای در محیط شدیداً ‏اسیدی همراه با همزدن محلول تهیه گردید (‏cu/gce‏ و ‏cu-sn/gce‏ به ترتیب). سپس کاتالیست هایی با نانوساختارهای ‏اسفنجی مس/ پلاتین و مس- قلع/ پلاتین در اثر جابجایی گالوانی مس فلزی با یون های پلاتین، از طریق شناورسازی ‏cu/gce‏ و ‏cu-sn/gce‏ در محلول پلاتین کلرید ‏m‏ 03/0 و پرکلریک اسید ‏‎ m‏1/0 تحت شرایط مدار باز تهیه شد. ماهیت‎ ‎‏ و ریخت شناسی ‏سطح کاتالیست ‏cu/pt‏ و ‏cu-sn/pt‏ به کمک ‏sem‏ و ‏eds‏ مورد بررسی قرار گرفت که حضور ذرات فلزی مس، قلع و‎ ‎پلاتین در سطح الکترود اصلاح شده مورد تأیید قرار گرفت. همچنین، فعالیت الکتروکاتالیزوری این الکترودهای اصلاح شده نسبت ‏به الکترواکسایش متانول با روش های الکتروشیمی تجزیه ای از قبیل ‏‎ cv، ‏‎ lsv، ‏ca‏ و ‏eis‏ بررسی شد. به طوریکه دانسیته ‏جریان الکترواکسایش متانول در سطح الکترود اصلاح شده با نانوساختارهای اسفنجی مس/ پلاتین و مس- قلع/ پلاتین به ترتیب برابر ‏با 2‏‎µa cm-‎‏ 159 و 2-‏‎µa cm‎‏ 161 بدست آمد. همچنین پتانسیل اکسایش متانول در سطح الکترودهای اصلاح شده با نانوساختار ‏اسفنجی مس-قلع/ پلاتین و مس/ پلاتین به ترتیب برابر با‎ v‏58/0 وv ‎‏ 67/0 می باشد که ‏v‏ 09/0 الکترود اصلاح شده واجدقلع نسبت ‏به الکترود اصلاح شده فاقد قلع منفی تر می باشد این نشان می دهد، الکترود اصلاح شده واجد قلع، کارایی کاتالیزی بهتری نسبت به ‏الکترود اصلاح شده فاقد قلع دارد. علاوه براین، اثربعضی از پارامترها مانند: زمان ترسیب الکتریکی مس و مس-قلع، زمان جابجایی ‏گالوانی، سرعت روبش پتانسیل و غلظت متانول بر روی الکترواکسایش آن و نیز پایداری الکترودهای اصلاح شده مطالعه گردید. ‏

در این کار، ابتدا الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با 1-نیتروزو-2-نفتول (با نسبت وزنی 1:99 برای پودر گرافیت: 1-نیتروزو-2-نفتول) و زئولیت کلینوپتیلولیت(با نسبت وزنی 20:80 برای پودر گرافیت: کلینوپتیلولیت) با روش اختلاط هر یک از آنها با خمیر کربن و الکترود خمیر کربن اصلاح شده با پلی (اورتو تولوئیدین) به روش پلیمریزاسیون الکتروشیمیایی تهیه شدند. سپس، نانوذرات نقره بر روی الکترودهای اصلاح شده با پلی (اورتو تولوئیدین)، 1-نیتروزو-2-نفتول و کلینوپتیلولیت، به ترتیب، از طریق جذب سطحی، تشکیل کمپلکس و تعویض کاتیونی یون های ag+ و احیای متعاقب آنها قرار گرفتند. بررسی تصاویر sem، مساحت بالای سطح و پراکندگی نانوذرات نقره را در سطح الکترودهای اصلاح شده به خوبی نشان داد. همچنین، نمودارهای بدست آمده از روش طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی، مقاومت پایین الکترودهای اصلاح شده را در برابر انتقال الکترون برای زوج ردوکس فری سیانید/فروسیانید به خوبی تبیین می کنند. این نتایج اثبات می کند که حضور نانوذرات نقره در سطح الکترودهای اصلاح شده، اثر مثبتی بر فرآیند انتقال الکترون بین زوج ردوکس موجود در محلول و سطح الکترود دارد. آزمایشات انجام شده با روش ولتامتری چرخه ای نشان داد که در فرآیند الکترواکسایش هیدرازین، الکترودهای اصلاح شده از عملکرد خوبی برخوردارند، بطوری که با افزایش غلظت هیدرازین، جریان دماغه ی آندی به شدت افزایش می یابد. از طرف دیگر، در سطح الکترودهای n-ag/pot/mcpe، ag/nnmcpe و n-ag/zmcpe فرآیند الکترواکسایش هیدرازین، به ترتیب در پتانسیل های v 05/0-، v 04/0- و v 01/0- رخ می دهد، در حالی که دماغه ی اکسایش این ماده در سطح الکترود خمیر کربن ساده، در پتانسیل v 4/0 ظاهر می گردد. یک رابطه ی خطی با ضریب همبستگی بالاتر از 99/0 بین جریان آندی و غلظت هیدرازین برای هر یک از الکترودهای n-ag/pot/mcpe، ag/nnmcpe و n-ag/zmcpe به ترتیب در محدوه های غلظتی mm60- mm1، mm 80- mm1 و mm120- mm1 بدست آمد. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که حضور نانوذرات نقره به همراه اصلاح گرهای مورد استفاده، فعالیت الکتروکاتالیزی الکترودهای اصلاح شده را در فرآیند الکترواکسایش هیدرازین، بهبود می بخشد. همچنین، اثر پارامترهای مختلف، نظیر: غلظت واکنشگر، زمان تجمع، سرعت روبش پتانسیل و غیره بر الکترواکسایش هیدرازین، با استفاده از روش ولتامتری چرخه ای مورد بررسی و بهینه سازی قرار گرفت. از مقایسه ی نتایج حاصل از الکترودها، مشخص گردید که در شرایط بهینه، چگالی جریان ثبت شده در غلظت های پایین هیدرازین، در سطح الکترود n-ag/pot/mcpe بیشتر از دوالکترود اصلاح شده ی دیگر است. همچنین، مقایسه ای که بین عملکرد الکترودهای اصلاح شده و کارهای قبلی انجام شد، نشان می دهد که در فرآیند الکترواکسایش هیدرازین، الکترودهای تهیه شده در این پژوهش ازکارآیی خوبی برخوردارند. در خاتمه، با توجه به نتایج تجربی می توان گفت که الکترودهای تهیه شده در این کار با ویژگی سادگی، ارزانی و کارآیی بالا می توانند جهت الکترواکسایش موثر هیدرازین به کار گرفته شوند.

نانوچندسازه نیکل-کبالت هگزاسیانوفرات/گرافن (nicohcf/ergo) برای اصلاح خواص گرافن جهت کاربرد در ابرخازن¬ها تهیه گردید. به این منظور، الکترود فولاد ضدزنگ (ss) ارزان قیمت به عنوان بستر انتخاب گردید که دارای مقاومت در برابر خوردگی، هدایت الکتریکی و حرارتی بالا می¬باشد.گرافن اکسید (go) به روش اصلاح شده ی هامر تهیه شد. فولاد ضدزنگ به روش الکتروشیمیایی در محلول اسیدی با اعمال چگالی جریان a cm-2 5 صیقل داده شد تا سطح آینه مانند حاصل گردد. فیلم نازکی از go با استفاده فن الکتروفورتیک بر روی ss از محلول go پراکنده شده (mg ml-1 5/1) وتحت ولتاژ اعمالی v 5 ترسیب داده شد. سپس، go به روش الکتروشیمایی در محلول m nano3 5/0 کاهش داده شد تا گروه¬های عاملی روی آن حذف گردد و go کاهش یافته به روش الکتروشیمیایی (ergo) حاصل گردد. نانوذراتnicohcf از محلول حاوی ni(no3)2و co(no3)2 با نسبت 1:1 بر روی ergo/ss به روش دوپتانسیلی ترسیب داده شد تا nicohcf/ergo/ss حاصل گردد. همچنین، چندسازه¬های nihcf/ergo و cohcf/ergo به طور مجزا با روش دوپتانسیلی از محلول¬های مربوطه، برای مطالعات مقایسه-ای تهیه گردید. مطالعات ساختاری و ریخت¬شناسی ergo/ss و nicohcf/ergo/ss با پراش اشعه ایکس (xrd)، طیف بینی زیرقرمز تبدیل فوریه (ft-ir) و میکروسکوپی الکترون روبشی (sem) انجام شد. نتایج حاصل تشکیل موفق نانوذرات nicohcf با قطری در محدوده¬ی nm 50-15 را نشان می¬دهد. همچنین، کارایی¬های خازنی الکترودهای تهیه شده در محلول m kno3 1 با ولتامتری چرخه¬ای (cv)، پر و خالی شدن در جریان ثابت و طیف بینی امپدانس الکتروشیمیایی (eis) مطالعه گردید.ولتاموگرام الکترودergo/ss ، شکل تقریباً مستطیلی که شاهدی بر رفتار خازنی است، نمایان ساخت. بروی nicohcf و در سرعت روبش¬های پایین، دو جفت دماغه ردوکس در ولتاموگرام nicohcf/ergo/ss قرار گرفته¬اند به این معنی که نانوچندسازه رفتار شبه خازنی نیز نشان می¬دهد. با افزایش سرعت روبش، دو دماغه کاتدی در یکدیگر ادغام می¬شوند و یک دماغه ظاهر می¬گردد. محاسبه پارامترهای الکتریکی از پر و خالی شدن در جریان ثابت نشان دادکه نانوذرات nicohcf ظرفیت گرافن را از f g-1 2/149 به f g-1 0/321 در چگالی جریان a g-1 3/0 بهبود بخشیده است. همچنین، ظرفیت nicohcf/ergo بیشتر از ظرفیتnihcf/ergo و cohcf/ergo (به ترتیب 4/228 و f g-1 5/196) می-باشد که به این معنی است که ترکیب co2+ و ni2+ بسیار مؤثرتر از هر یک از آنها می¬باشد. علاوه بر این، نتایج eis برایnicohcf/ergo رفتار خازنی مطلوب مواد ترسیب شده را تأیید می¬کند.

در این کار، تثبیت مستقیم هموگلوبین بر روی الکترود ترکیبی نانو لوله های کربنی و مایعات یونی، با فرو بردن این الکترود در محلولی شامل هموگلوبین و مایع یونی )?ـ اکتیل پیریدینیوم کلرید(، انجام شد. حضور نانو لوله های کربنی چند دیواره، به عنوان ماده رسانا و اکتیل پیریدینیوم هگزا فلوئورو فسفات، به عنوان اتصال دهنده در الکترود ترکیبی نانو لوله های کربنی و مایعات یونی، پوشش سطحی هموگلوبین های الکترو فعال جذب شده روی سطح الکترود را بهبود می بخشد و افزایش شگرفی را در جریان دماغه ها در مقایسه با مقادیر اندازه گیری شده با الکترود کربنی مایع یونی، نشان می دهد. هموگلوبین های تثبیت شده یک جفت دماغه آندی و کاتدی واضح با پتانسیل فرمال 187/0- ولت نسبت به الکترود مرجعag/agcl (kcl 3/0 m) ، در محلول بافر استات (ph 5/0) و درسرعت روبش mv s-1 100، نشان می دهند. این الکترود اصلاح شده، پاسخ سریع، محدوده خطی وسیع، حد تشخیص پایین، پایداری و حساسیت بالایی برای اندازه گیری آب اکسیژنه دارد. مطابق روش آمپرومتری، آب اکسیژنه در دو محدوده خطی غلظتی از ?m‏??‏ تا mm ? و سپس mm? تا mm??، با حد تشخیص µm??/? و حساسیت ‏ma m-1 cm-2‏???، اندازه گیری می شود. این الکترود فعالیت الکتروکاتالیزوری خیلی خوبی نسبت به کاهش آب اکسیژنه در پتانسیل ??/?- ولت نسبت به الکترود مرجع نشان می دهد. همچنین این الکترود برای بررسی الکتروکاتالیزوری و اندازه گیری ولتامتری تری کلرو استیک اسید، نیتریت و اکسیژن نیز استفاده شده است.

رشته غنی از سیتوزین قادر است ساختار i-motif dna را تشکیل دهد. مطالعات نشان داده است که با پایدار کردن این ساختار می توان از تشکیل ساختار دو رشته ای و در نتیجه طویل شدن طول تلومرها جلوگیری کرد. داروی تاموکسیفن یک عامل هورمونی ضد استروژن برای درمان سرطان سینه می باشد که برای مدت زیادی به منظور درمان سرطان سینه به کار می رود. در این تحقیق در مرحله اول امکان اندازه گیری الکتروشیمیایی داروی تاموکسیفن سیترات در سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده با نانو ذرات 2sio به کمک ولتامتری پالس تفاضلی و ولتامتری چرخه ای مورد مطالعه قرار گرفت و سنجش مقدار تاموکسیفن در نمونه حقیقی به کمک روش افزایش استاندارد صورت پذیرفت. در مرحله دوم، با طراحی زیست حسگرهایی بر مبنای ساختار i-motif، برهمکنش این ساختار با داروی ضد سرطان تاموکسیفن سیترات، مورد بررسی قرار گرفت. زیست حسگر الکتروشیمیایی از طریق اصلاح الکترود خمیر کربن (cpe) با نانوذرات 2 sioو –l سیستئین سپس تثبیت ساختار i-motif dna بر روی سطح تهیه شد و برای بررسی برهم کنش این ساختار با داروی تاموکسیفن به کار گرفته شد. پایداری ساختار i-motif ، یک استراتژی خوب برای درمان سرطان است، چون می تواند از واکنش تلومراز در سلول سرطانی جلوگیری کند. برهم کنش بینi-motif dnaو دارو تاموکسیفن، در بافر فسفات m 1/0(pbs) و محلول3[fe (cn)6]- از طریق ولتامتری چرخه ای (cv) و روش ولتامتری موج مربعی (swv) مورد مطالعه قرار گرفت. دماغه اکسایشی تاموکسیفن بعد از تثبیتdna i-motif روی سطح الکترود به دلیل برهم کنشdna i-motif و تاموکسیفن مشاهده شد و با افزایش غلظت داروی تاموکسیفن، سیگنال افزایش می یابد. از روش طیف بینی دورنگ نمایی دورانی (cd) برای بدست آوردن اطلاعاتی در مورد نحوه شکل گیری ساختار و برهم کنش لیگاند با این ساختار مورد بررسی قرار گرفت و نتایج نشان داد که این ساختار در ph حدود 5/4 ساخته شده، ولی پایداری آن با افزایشph محیط کاهش می یابد. حد تشخیص کاوشگر تثبیت شده بر سطح الکترود خمیر کربن اصلاح شده بر مبنای سه برابر انحراف استاندارد برابرm ? 06/0 تعیین شد.

نظر به اهمیت و نقش موثر بسیاری از ترکیبات بیولوژیکی و دارویی در فرآیندهای متابولیتی و مصارف درمانی گسترده آنها، ارائه روش های سریع، ساده و دقیق برای اندازه گیری این ترکیبات از اهمیت فوق العاده ای برخوردار است. الکتروشیـمی یکی از مهمترین شاخه های شیمی تجزیه است که کاربـردهای عملی فراوانی در زمینه های مختلف پزشکی، همچون: تشخیص عوامل بیماریزا، اندازه گیری داروها و متابولیتهای آنها و ارزیابی و اندازه گیری گونه های آزمایشی هدف موجود در نمونه های بیولوژیکی را دارد. بدلیل مزایایی، از قبیل: حساسیت، گزینش پذیری بالا، استفاده آسان، آماده سازی سریع، مقرون به صرفه بودن و قابلیت ظریف سازی، توجه زیادی به سمت ساخت و طراحی حسگرها و زیست حسگرهای الکتروشیمیایی به منظور اندازه گیری ترکیبات مهم بیولوژیکی و دارویی با استفاده از فنون الکتروشیمیایی معطوف شده است. در این پایان نامه، بکارگیری برخی از نانومواد، مانند: نانولوله های کربنی چند دیواره و نانوذرات مغنـاطیسی آهن اکسید، بـرخی از واسطه گرهای فعال الکتروشیمیایی، مانند: ترکیبات فلاونوئیدی و همچنین پروتئین ها، نظیر: هموگلوبین در اصلاح سطح الکترود های کربن شیشه ای و کربن صفحه چاپی به منظور تهیه حسگرها و زیست حسگرهای الکتروشیمیایی بررسی شد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

در این کار تحقیقاتی، استفاده از کاتکول به عنوان یک معرف الکتروشیمیـایی همگن بـرای اکسـایش الکتروشیمیـایی –d پنی سیلامین و n– استیل– l– سیستئین در محلول های آبی در سطح الکترود خمیر کربن مورد بررسی قرار گرفت.اکسایش الکتروشیمیایی –d پنی سیلامین و n– استیل– l– سیستئین در حضور کاتکول و اثر عوامل مختلف روی اکسایش الکتروشیمیایی آنها نیز مطالعه شد. نتایج نشان دادند کهph بهینه برای اکسایش الکتـروشیمیایی –d پنی سیلامین وn– استیل– l– سیستئین در حضور کاتکول به ترتیبph = 7/00و 0ph =6/00 است و تحت این شرایط، پتانسیل اضافی برای اکسایش –d پنی سیلامین و n– استیل– l– سیستئین بطور قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. جریان های دماغه اکسایش الکتروشیمیایی –dپنی سیلامین و n– استیل– l– سیستئین بطور خطی به غلظت آنــها وابستــه هستنــد که منحنی های معیارگیری در محدوده های غلظتی m 10-3 × m – 1/0 1/0 × 10-4 و m3-101/0 × – m 5-10 × 7/0 از غلظـت –dپنـی سیلامیـن و m 3-101/0 × – m 5-10 × 0/8 و m 3-10 × 0/2 – m 5-10 × 0/3 از غلظت n– استیل– l– سیستئین به ترتیب با روش های ولتامتری چرخه ای(cv) و ولتامتری پالس دیفرانسیلی (dpv) خطی هستند. حدود تشخیص (بر مبنای δ2) معادل m 5-10 × 8/5 و m 5-10 × 5/0 برای–d پنی سیلامین وm 5-10 × 0/6 و m 5-10 × 3/0 برای n– استیل– l– سیستئین به ترتیب با روش هایcv وdpv تعیین شدند.همچنین، برخی پارامترهای سینتیکی مانند ضریب انتقال الکترون (α) ،ثابت سرعت واکنش شیمیایی (k) و ضریب انتشار (d) این ترکیبات در محیط های آبی با استفاده از روش های الکتـروشیمیایی تعیین شد.

کینون ها ترکیباتی هستند که به طور گسترده در طبیعت وجود دارند و به عنوان حد واسط در فرآیند انتقال الکترون ایفای نقش می کنند. جذابیت نقش بیولوژیکی و دارویی این مواد موجب تحقیقات بیوشیمیایی و شیمیایی وسیعی در بررسی رفتار و خواص این مواد شده است . در این کار تحقیقاتی، دسته ای از کینون ها یعنی آنتراکینون ها را مورد بررسی قرار داده ایم و خواص الکتروشیمیایی آنتراکینون و برخی از مشتقات آن را با تهیه الکترودهای اصلاح شده مربوطه بررسی نموده ایم. فصل اول، شامل اطلاعاتی درباره اهمیت آنتراکینون ها، خواص دارویی آن ها و نقش آن ها در تسهیل واکنش های الکتروشیمیایی کند است . در این فصل شمایی از کاربرد ترکیبات آنتراکینونی در تهیه آب اکسیژنه به روش صنعتی آمده است و مراحل تولید آب اکسیژنه به وسیله فرآیند آنتراکینونی ذکر گردیده است . فصل دوم، شامل اطلاعات تئوریکی در مورد روش ولتامتری چرخه ای، انواع فرآیندهای الکتروشیمیایی، سیستم ها، دیاگرام های پتانسیل - ph و راههای تهیه آن، مکانیسم های الکتروشیمیایی، الکترودهای اصلاح شده خمیر کربنی و نحوه تهیه آن ها می باشد. فصل سوم، شامل اطلاعاتی در مورد مواد مصرفی با ذکر شرکت های آن، الکترودها و محلول های به کار رفته، دستگاه پتانسیواستات و ph متر می باشد. در فصل چهارم به تهیه الکترودهای اصلاح شده با مواد آنتراکینونی و هم چنین مطالعه رفتار الکتروشیمیایی آن ها با استفاده از تکنیک ولتامتری چرخه ای در محیط آبی می پردازیم. با محاسبه پتانسیل های نیم موج بر حسب ph، نمودارهای پتانسیل - ph برای هر ترکیب رسم شده است . مقادیر پتانسیل های فرمال و pk زوج ردوکس ها و زوج اسید-بازهای ایجادشده در phهای مختلف ، به دست آمده اند. برای بررسی تکرارپذیری ساخت الکترود خمیر کربن اصلاح شده، شش الکترود مجزا تهیه نموده و ولتاموگرام آن ها را با هم مقایسه نموده ایم. هم چنین برای تایید تکرارپذیر بودن جریان در طی چرخه های متوالی، ولتاموگرام مربوط به شش چرخه مختلف را با هم مقایسه نموده ایم و میزان r.s.d را محاسبه کرده ایم. فصل پنجم، شامل اطلاعاتی در مورد فرآیندهای الکتروکاتالیزی، تست های تاییدکننده کاتالیزی بودن یک فرآیند خاص ، به کارگیری الکترودهای خمیر کربن اصلاح شده با برخی از مشتقات آنتراکینونی در تهیه آب اکسیژنه یا آب ، تعقیب ولتاموگرام های الکترود اصلاح شده در phهای گوناگون و در حضور اکسیژن، رسم نمودارهای مربوطه می باشد. فصل ششم، شامل نتیجه گیری کلی از کارهای انجام شده در این پایان نامه می باشد.

فیلم های پلیمری الکترواکتیو رسانا را می توان از اکسیداسیون الکتروشیمیایی ترکیبات مختلف بنزنی، غیربنزنی و هتروسیکل های آروماتیک بویژه مشتقات پیرول و تی.فن بر سطوح الکترودهای مختلف تهیه کرد.

اهمیت زوج ردوکس فروسن- فروسینیوم از جهت قابلیت به کارگیری آن بعنوان نیم پیل شاهد همگانی و همچنین پایدار ماندن پتانسیل آن در گذر ازیک حلال به حلال دیگراز مدتها پیش محرز شده است و رفتار الکتروشیمیائی این زوج در حلالهای با ثابت دی الکتریک بزرگ مورد مطالعه قرار گرفته است . کار حاضر به مطالعه رفتار الکتروشیمیائی فروسن در حلال ناآبی باثابت دی الکتریک کوچک نظیر کلروفرم، و در حضورالکترولیت زمینه تترابوتیل آمونیوم پرکلرات ، درسطح الکترودهای طلا، پلاتین، کربن شیشه ای و جیوه با استفاده از روشهای مختلف -dc پلاروگرافی، -dp پلاروگرافی، -ac پلاروگرافی،ولتامتری چرخه ای، کرونوپتانسیومتری و کرونوآمپرومتری اختصاص یافته است . بااستفاده از الکترودهای صفحه چرخان (rde) و روش -dc ولتامتری پارامترهای سینتیکی انتقال بار نظیر ضرائب انتقال بار آلفا و بتا و ثابت سرعت انتقال بار استاندارد (k) در سطح الکترودهای مختلف محاسبه شده اند. برای این منظور از روش بروی یابی جرم استفاده شده است . مقادیر عددی محاسبه شده برای بتا و k درجه در سطح الکترود طلا به ترتیب 0.18 و 7.82 ضربدر 10 بتوان منفی 2 cm2/s در سطح الکترود کربن شیشه ای 0.16 و 8.98 ضربدر 10 بتوان منفی 2 cm2/s و درسطح الکترود پلاتین 0.12 و 9.4 ضربدر 10 بتوان منفی 2 cm2/s می باشند. مقدار ضریب انتشار فروسن بااستفاده از روش کرونوآمپرومتری 9.3 ضربدر 10 بتوان -5 cm2/s بدست آمده است . ماهیت جریان ناشی از اکسیداسیون فروسن انتشاری تعیین شده است . ارتباط غلطت باجریان در روشهای مختلف پلاروگرافی کاملا خطی است بطوریکه در -dc پلاروگرافی ضریب همبستگی خط o.999 می باشد و در -dp پلاروگرافی 0.999 و در -ac پلاروگرافی روی الکترود طلا مقدار ضریب همبستگی 0.997 می باشد. اگر روشهای الکتروشیمیائی بکاررفته در توافق با برگشت پذیری تقریبی زوج ردوکس فروسن - فروسینیوم می باشند و حد تشخیص 3 ضربدر 10 بتوان منفی 6 m بسادگی قابل حصول است .